DE102019002491A1

DE102019002491A1 - Verfahren zum Betreiben eines Straßenfertigers und Einbaubohle für einen Straßenfertiger

Info

Publication number: DE102019002491A1
Application number: DE102019002491.5A
Authority: DE
Inventors: Sönke Demuth; Matthias Drake; Sascha Herks; Ingo Lübben
Original assignee: Dynapac GmbH
Current assignee: Dynapac GmbH
Priority date: 2019-04-05
Filing date: 2019-04-05
Publication date: 2020-10-08

Abstract

Straßenfertiger der hier beschriebenen Art weisen üblicherweise eine Einbaubohle auf. Während des Betriebs des Straßenfertigers führen einige Komponenten des Straßenfertigers schwingende bzw. vibratorische Bewegungen aus, die sich auf die Einbaubohle übertragen können. Eine schwingende Einbaubohle wirkt sich negativ auf das Einbauergebnis aus. Die Erfindung schafft eine Einbaubohle (16) für einen Straßenfertiger (10) sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Straßenfertigers (10), mit dem ein verbessertes Einbauergebnis erzielt werden kann. Das wird dadurch erreicht, dass über mindestens einen Sensor (23) ein Schwingverhalten der Einbaubohle (16) wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einbaubohle für einen Straßenfertiger gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Straßenfertigers gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8.
Straßenfertiger der hier beschriebenen Art weisen üblicherweise eine Einbaubohle auf, die entweder über eine konstante Arbeitsbreite verfügt oder eine Veränderung der Arbeitsbreite zulässt, indem gegenüberliegende Seiten der Hauptbohle bzw. des Bohlengrundkörpers durch Anbauteile oder Verschiebeteile verlängerbar sind. Die Einbaubohle ist am in Fertigungsrichtung gesehen hinteren Ende des Straßenfertigers so angeordnet, dass sie sich mit einer unteren Gleitplatte auf dem Straßenbaumaterial des einzubauenden Straßenbelags abstützt und dadurch während der Bewegung des Straßenfertigers in eine Fertigungsrichtung eine Verdichtung des Materials unter der Gleitplatte erfolgt. Dabei wird die Einbaubohle schwimmenderweise über das heiße Straßenbaumaterial gezogen.
Die Einbaubohle weist mindestens einen als Stampfer bezeichnetes Verdichtungselement auf. Jedes Verdichtungselement bzw. jeder Stampfer verfügt über eine auf- und abbewegbare Stampferleiste, die sich in Fertigungsrichtung gesehen vor der Gleitplatte der Einbaubohle befindet. Der Hub, also die Amplitude, der periodischen Auf- und Abbewegung der Stampferleiste, wird von einem Antrieb vorgegeben. Bei einer größeren Schichtdicke des einzubauenden Materials (Einbaustärke oder Einbaudicke) ist ein größerer Hub erforderlich als bei einer geringeren Einbaudicke. Über eine Drehzahl des Antriebs für die Stampferleiste wird die Stampferfrequenz bzw. die Stampferdrehzahl eingestellt. Die Stampferdrehzahl beschreibt somit die Rate bzw. Frequenz, mit der die Stampferleiste auf das Straßenbaumaterial zur Verdichtung wirkt. Zur weiteren Verfestigung bzw. Verdichtung des Materials kann die Stampferleiste bzw. die Einbaubohle mit einer weiteren Vibration beaufschlagt werden. Diese Vibration, die ebenfalls mittels eines Antriebs erzeugt wird, wird durch eine Vibrationsdrehzahl bemessen. Auch bei dieser Drehzahl handelt es sich um die Häufigkeit der Vibrationen pro Zeiteinheit.
Die Einbaubohle ist mit ihrem Bohlengrundkörper an auf- und abbewegbaren Hubzylindern bzw. an auf- und abbewegbaren Tragarmen beweglich angehängt. Die Tragarme sind schwenkbar am Fahrgestell des Straßenfertigers gelagert. Insbesondere über die Nivellierzylinder am vorderen Ende der Tragarme und über die Hubzylinder, die dem hinteren Ende der Tragarme zugeordnet sind, sind die Tragarme auf- und abschwenkbar. Die Höhe der Einbaubohle über dem Untergrund bzw. die Einbaudicke wird über Ansteuerung der Nivellierzylinder geregelt. Je nachdem, in welcher Hubposition sich die Nivellierzylinder befinden, weist auch die Einbaubohle bzw. die Gleitplatte der Einbaubohle einen entsprechenden Abstand zu dem Untergrund, auf dem der Straßenbelag aufgetragen werden soll, auf.
Während des Betriebs des Straßenfertigers bzw. während des Herstellungsprozesses führen einige Komponenten des Straßenfertigers, wie beispielsweise die Stampferleiste, eine schwingende bzw. vibratorische Bewegung aus. Auch andere Komponenten, wie beispielsweise ein Verbrennungsmotor oder andere Aggregate verursachen Vibrationen, die sich über die verschiedenen Komponenten auf den gesamten Straßenfertiger übertragen. Bedingt durch diese Vibrationen können die Tragarme bzw. die Einbaubohle anfangen zu schwingen. Je nach Frequenz und Eigenresonanz der verschiedenen Komponenten kann diese Schwingung andauernd gleichmäßig erfolgen oder lediglich kurzzeitig. Die Amplitude der Schwingung hängt ebenfalls ab von den anregenden Kräften sowie der Eigenfrequenz der Einbaubohle. Eine schwingende Einbaubohle, auch wenn die Amplituden der Schwingungen gering sind, kann sich negativ auf das Einbauergebnis bzw. die Qualität des Straßenbelags auswirken. Letztendlich kann sich das Schwingverhalten der Einbaubohle auch negativ auf die Verdichtung des Straßenbelags auswirken.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einbaubohle für einen Straßenfertiger sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Straßenfertigers zu schaffen, mit dem ein verbessertes Einbauergebnis erzielt werden kann.
Eine Einbaubohle zur Lösung dieser Aufgabe weist die Merkmale des Anspruchs 1 auf. Demnach ist es vorgesehen, dass über mindestens einen Sensor ein Schwingverhalten der Einbaubohle ermittelbar ist. Durch die Ermittlung des Schwingverhaltens der Einbaubohle ist es möglich Maßnahmen einzuleiten, die zu einer Veränderung der Schwingungen der Einbaubohle führen.
Es ist außerdem denkbar, dass durch eine Regeleinheit Einbauparameter des Straßenfertigers auf Basis des ermittelten Schwingverhaltens der Einbaubohle regelbar sind, um das Schwingverhalten der Einbaubohle zu ändern, vorzugsweise zu reduzieren oder zu verstärken oder konstant zu halten. Maßnahmen zur Reduzierung der Schwingung führen dazu, dass die Eigenschwingungen der Einbaubohle wenigstens verringert werden. Durch die, insbesondere fortwährende, Regelung der Einbaubohle bzw. die Kompensation des Schwingverhaltens lassen sich etwaige Auswirkungen der Schwingungen auf die Qualität der Oberfläche bzw. die Verdichtung des Straßenbaumaterials reduzieren bzw. vermeiden. Dies führt zu einer verbesserten Qualität des Einbauergebnisses. Gleichermaßen ist es denkbar, dass gezielt Schwingungen der Einbaubohle verstärkt werden, um das Einbauergebnis gezielt zu beeinflussen. Über den mindestens einen Sensor bzw. die Regeleinheit kann dabei das sich ändernde Schwingverhalten unter Anpassung bzw. Veränderung der Einbauparameter kontrolliert werden. Dabei kann es vorgesehen sein, dass durch die Regeleinheit Resonanzen bzw. Eigenschwingungen der Einbaubohle ermittelt werden und die Einbauparameter derart einregelbar sind, dass die Einbaubohle in Resonanz angeregt wird. Durch diese Schwingung in Resonanz kann ein besonders bevorzugtes Einbauergebnis erzielt werden und unter Umständen Energie eingespart werden. Vorzugsweise ist es weiter vorgesehen, dass der mindestens eine Sensor als Beschleunigungssensor, als Winkelmesssensor, als optischer Sensor, als elektrischer Sensor, als optoelektronischer Sensor, als mechanischer Sensor oder dergleichen ausgebildet ist. Je nach Einsatzgebiet und Position der Installation am Straßenfertiger können verschiedene Sensoren vorteilhaft sein. So lassen sich beispielsweise die Schwingungen der Einbaubohle bevorzugt durch einen Beschleunigungssensor ermitteln. Der Beschleunigungssensor, der beispielsweise direkt an der Einbaubohle anbringbar ist, erfährt jegliche beschleunigte Bewegung, also auch Schwingungen, der Einbaubohle. Durch die Regeleinheit bzw. durch eine Ausleseeinheit des Sensors lässt sich so das Schwingverhalten der Einbaubohle ermitteln. Gleichermaßen ist es denkbar, dass ein Winkelsensor einen sich durch die Schwingung verändernden Winkel bzgl. einer horizontalen und/oder vertikalen Ebene relativ zur Einbaurichtung misst. Gleichermaßen ist es denkbar, dass mittels eines optischen Sensors, beispielsweise eines Lasers im Zusammenspiel mit einem Spiegel, Schwingungen durch Relativbewegungen zweier Elemente, welche durch die Schwingung verursacht werden, feststellbar sind.
Bevorzugt ist es außerdem vorgesehen, dass der mindestens eine Sensor an der Einbaubohle, vorzugsweise an dem Bohlengrundkörper oder mindestens an einem der Tragarme oder an mindestens einem der Nivellierzylinder bzw. der Hubzylinder oder an einer anderen Komponente des Straßenfertigers, insbesondere direkt neben oder auf einem Antrieb der Einbaubohle, anordbar ist und/oder dass ein erstes Element des Sensors an einer ersten Position und mindestens ein weiteres Element des Sensors an einer weiteren Position angeordnet ist. Genauso, wie Vibrationen des Straßenfertigers zu einer Schwingung der Einbaubohle führen können, versetzt auch die schwingende Einbaubohle andere Komponenten in Schwingungen bzw. Vibrationen. Dadurch ist es beispielsweise denkbar, mittels entsprechenden Sensoren an dem Nivellierzylinder oder dem Hubzylinder eine Schwingung der Einbaubohle zu detektieren. Gleichermaßen ist es denkbar, dass eine Änderung einer relativen Position zwischen Einbaubohle und Fahrgestell mittels optischen oder optoelektronischen oder elektrischen Sensoren feststellbar ist. So lässt sich beispielsweise über eine Änderung der Kapazität zwischen zwei Gegenständen ein Schwingverhalten messen oder über eine Lichtquelle, die beispielsweise auf der Einbaubohle befestigt ist, und deren Spot mittels Fotozelle, die an dem Fahrgestell befestigt ist, detektieren.
Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass es sich bei den Einbauparametern um eine Vibrationsdrehzahl und/oder eine Stampferdrehzahl und/oder eine Einbaugeschwindigkeit und/oder eine Einbaubreite und/oder eine Einbautemperatur und/oder eine Einbaugeschwindigkeit und/oder einen Anstellwinkel der Einbaubohle und/oder eine Entlastung der Einbaubohle handelt. Je nach ermitteltem Schwingverhalten der Einbaubohle ist es denkbar, dass die Veränderung einzelner bzw. verschiedener oder mehrerer Einbauparameter zu einer Kompensation des Schwingverhaltens führt. Insbesondere bei einem Schwingverhalten, bei dem die Einbaubohle in verschiedene Richtungen schwingt, kann es vorgesehen sein, durch die Ansteuerung bzw. Anpassung verschiedener Einbauparameter die Kompensation der Schwingung der Einbaubohle zu erzielen. Somit ist es möglich, je nach ermitteltem Schwingverhalten der Einbaubohle gezielt Gegenmaßnahmen zu ergreifen, um die Schwingungen zu unterbinden und somit das bestmögliche Einbauergebnis zu erzielen.
Weiter kann es vorgesehen sein, dass in Abhängigkeit vom Schwingverhalten der Einbaubohle andere Komponenten des Straßenfertigers von der Einbaubohle mechanisch entkoppelbar sind. Als weitere Gegenmaßnahme gegen eine ermittelte Schwingung kann es somit vorgesehen sein, dass verschiedene Komponenten voneinander mechanisch getrennt bzw. entkoppelt werden, um die Schwingung zu stören. Gleichermaßen ist es ebenfalls denkbar, dass durch das mechanische Koppeln bestimmte Schwingungsmoden unterdrückt werden. Sobald verschiedene Komponenten miteinander gekoppelt bzw. voneinander entkoppelt werden, ändert sich die Eigenfrequenz der Einbaubohle bzw. der anderen Komponenten und deren Schwingverhalten. Die Eigenfrequenzen der Komponenten sind entweder vorab bestimmbar oder während des Betriebes ermittelbar und abspeicherbar, sodass für folgende ähnliche Schwingverhalten die Gegenmaßnahmen bereits bekannt sind und schnellstmöglich umsetzbar sind.
Schließlich ist es ebenfalls denkbar, dass der Einbaubohle ein Bedienstand für eine Bedienperson zugeordnet ist, vorzugsweise dass auf der Einbaubohle ein Bedienstand für eine Bedienperson angeordnet ist, der in Abhängigkeit vom Schwingverhalten der Einbaubohle von der Einbaubohle mechanisch entkoppelbar ist, wobei die Entkoppelung mechanisch, hydraulisch, elektrisch oder elektromagnetisch erfolgt. Durch die Schwingungs- bzw. Vibrationsentkopplung des Bedienstandes, bei dem es sich um eine Plattform oder eine Kabine handeln kann, ist die Bedienperson nicht den Schwingungen ausgesetzt. Dadurch kann sich die Bedienperson auch über einen längeren Zeitraum auf der Einbaubohle aufhalten, um den Einbau des Materials zu steuern bzw. zu überwachen. Der Bedienstand wird dabei von einer Entkopplungseinheit von der Einbaubohle gentrennt. Diese Einheit kann entweder direkt zwischen der Bohle und dem Bedienstand oder zwischen einer anderen Komponenten des Straßenfertigers und dem Bedienstand angeordnet sein. Bei dieser Einheit kann es sich um einen mechanischen, hydraulischen, elektrischen oder elektromagnetischen Schwingungs- bzw. Vibrationskompensator handeln. Von der Regeleinheit bzw. von dem mindestens einen Sensor erhält die Entkopplungseinheit Steuersignale, um den Bedienstand aktiv und dynamisch von den Bewegungen der Einbaubohle zu entkoppeln. Alternativ ist es außerdem denkbar, dass der Bedienstand unabhängig von dem ermittelten Schwingverhalten der Einbaubohle stets möglichst nahezu schwingungs- und vibrationsfrei gehalten wird.
Ein Verfahren zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe weist die Maßnahmen des Anspruchs 8 auf. Demnach ist es vorgesehen, dass von mindestens einem Sensor ein Schwingverhalten der Einbaubohle ermittelt wird. Durch die Ermittlung des Schwingverhaltens der Einbaubohle ist es möglich Maßnahmen einzuleiten, die zu einer Veränderung der Schwingungen der Einbaubohle führen.
Weiter sieht es ein Ausführungsbeispiel der Erfindung vor, dass durch eine Regeleinheit Einbauparameter auf Basis des ermittelten Schwingverhaltens geregelt werden. Durch diese Regelung des Schwingverhaltens der Einbaubohle kann während des Einbauprozesses ein optimaler Parametersatz, das heißt ein Satz von Einbauparametern, die für den Betrieb des Straßenfertigers bzw. für den Einbauprozess wesentlich sind, ermittelt werden. Durch diese direkte Ermittlung und Optimierung des Schwingverhaltens lässt sich ein Straßenbelag mit einer hohen Qualität herstellen. Gleichermaßen ist es denkbar, dass durch Anpassung der Einbauparameter gezielt Schwingungen der Einbaubohle, vorzugsweise auch gezielt in bestimmte Richtungen, verstärkt werden, um das Einbauergebnis gezielt zu beeinflussen. Über den mindestens einen Sensor bzw. die Regeleinheit kann dabei das sich ändernde Schwingverhalten unter Anpassung bzw. Veränderung der Einbauparameter, insbesondere in allen Raumrichtungen, kontrolliert werden. Dabei kann es vorgesehen sein, dass durch die Regeleinheit anhand der aufgenommenen Daten Resonanzen bzw. Eigenschwingungen der Einbaubohle ermittelt werden und die Einbauparameter derart geregelt werden, dass die Einbaubohle in Resonanz angeregt wird. Durch diese Schwingung in Resonanz kann ein besonders bevorzugtes Einbauergebnis erzielt werden und unter Umständen Energie eingespart werden. Durch das Ermitteln der Resonanzen der Einbaubohle ist es außerdem möglich, diese Schwingungen gerade zu vermeiden.
Weiter kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das Schwingverhalten der Einbaubohle kontinuierlich oder periodisch bzw. getaktet ermittelt wird, insbesondere von einem Beschleunigungssensor, einem Winkelmesssensor, einem optischen Sensor, einem elektrischen Sensor, einem optoelektronischen Sensor, einem mechanischen Sensor oder dergleichen. Je nach Art des Straßenfertigers bzw. Einsatzgebiet oder sonstigen Anforderungen können verschiedene Sensoren für die Ermittlung des Schwingverhaltens verwendet werden. Insbesondere mittels Beschleunigungssensoren lässt sich nicht nur eine Frequenz und eine Amplitude der Schwingung ermitteln, sondern auch die Richtung, in die die Einbaubohle schwingt. Auch überlagerte Schwingungen, das heißt Schwingungen in verschiedene Richtungen, können mittels Beschleunigungssensoren erfasst und ausgewertet werden. Es ist außerdem denkbar, dass über den Einsatz mehrerer, insbesondere verschiedener, Sensoren ein wenigstens nahezu voll umfassendes Bild des Schwingverhaltens der Einbaubohle erfasst wird. Anhand dieses Bildes oder Musters können somit von der Regeleinheit entsprechende Gegenmaßnahmen für eine Kompensierung der Schwingung ermittelt und ausgeführt werden.
Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens kann darin bestehen, dass das Schwingverhalten der Einbaubohle direkt an der Einbaubohle oder an einem Antrieb der Einbaubohle, insbesondere an dem Bohlengrundkörper, und/oder indirekt an mindestens einem der Tragarme oder den Nivellier- bzw. Hubzylindern und/oder an einer anderen Komponente ermittelt wird. Bei der direkten Ermittlung des Schwingverhaltens ist der mindestens eine Sensor auf bzw. an der Einbaubohle angeordnet. Gleichermaßen kann die indirekte Ermittlung des Schwingverhaltens durch die Positionierung des mindestens einen Sensors an beispielsweise den Tragarmen oder an einer anderen Komponente, die mechanisch an die Bewegung der Einbaubohle gekoppelt ist, erfolgen. Durch die Positionierung der Sensoren bzw. die Ermittlung des Schwingverhaltens an verschiedenen Positionen an dem Straßenfertiger kann es möglich sein, verschiedene Moden sowie verschiedene Richtungen der Schwingung zu detektieren und somit effektiv und wirkungsvoll zu eliminieren.
Schließlich kann ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung darin bestehen, dass in Abhängigkeit des ermittelten Schwingverhaltens der Einbaubohle andere Komponenten des Straßenfertigers von der Einbaubohle mechanisch entkoppelt werden. Gleichermaßen ist es denkbar, dass die Einbaubohle mit weiteren Komponenten gekoppelt wird. Durch dieses Entkoppeln bzw. Zusammenkoppeln verschiedener Elemente kann die Eigenfrequenz der Einbaubohle verändert werden und so aus einer Resonanz geführt werden. Durch dieses Wegführen von der Resonanz lässt sich das Schwingverhalten massiv ändern. Durch eine Dissonanz von Vibrationen des Straßenfertigers und der Einbaubohle lässt sich ein besonders schwingungsarmer Einbauprozess realisieren. Sämtliche aufgenommene Daten zum Schwingverhalten und die Informationen zu den Gegenmaßnahmen sowie die durch die Gegenmaßnahmen hervorgerufenen Änderungen im Schwingverhalten werden durch die Regeleinheit aufgenommen, gespeichert und für weitere Herstellungsprozesse analysiert, sodass sich mit der Zeit für eine bestimmte Einbaubohle ein bevorzugter Satz von Einbauparametern herausstellt. So wird durch die Regeleinheit mit der Zeit eine Datenbank von möglichen Gegenmaßnahmen zu verschiedensten Schwingverhalten der Einbaubohle aufgebaut.
Dadurch lässt sich nahezu instantan auf ein sich änderndes Schwingverhalten der Einbaubohle reagieren und somit ein bestmögliches Einbauergebnis erzielen.
Weiter ist es denkbar, dass in Abhängigkeit des ermittelten Schwingverhaltens der Einbaubohle ein Bedienstand, welcher der Einbaubohle zugeordnet ist, insbesondere welcher auf der Einbaubohle angeordnet ist, mechanisch von der Einbaubohle entkoppelt wird, wobei die Entkoppelung mechanisch, hydraulisch, elektrisch oder elektromagnetisch erfolgt. Durch die Schwingungs- bzw. Vibrationsentkopplung des Bedienstandes, bei dem es sich um eine Plattform oder eine Kabine handeln kann, ist die Bedienperson nicht den Schwingungen ausgesetzt. Dadurch kann sich die Bedienperson auch über einen längeren Zeitraum auf der Einbaubohle aufhalten, um den Einbau des Materials zu steuern bzw. zu überwachen. Der Bedienstand wird dabei von einer Entkopplungseinheit von der Einbaubohle gentrennt. Diese Einheit kann entweder direkt zwischen der Bohle und dem Bedienstand oder zwischen einer anderen Komponenten des Straßenfertigers und dem Bedienstand angeordnet sein. Bei dieser Einheit kann es sich um einen mechanischen, hydraulischen, elektrischen oder elektromagnetischen Schwingungs- bzw. Vibrationskompensator handeln. Von der Regeleinheit bzw. von dem mindestens einen Sensor erhält die Entkopplungseinheit Steuersignale, um den Bedienstand aktiv und dynamisch von den Bewegungen der Einbaubohle zu entkoppeln. Alternativ ist es außerdem denkbar, dass der Bedienstand unabhängig von dem ermittelten Schwingverhalten der Einbaubohle stets möglichst nahezu schwingungs- und vibrationsfrei gehalten wird.
Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der einzigen Figur der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt eine schematische Seitenansicht eines Straßenfertigers mit einer Einbaubohle.
In der Figur ist schematisch ein Straßenfertiger 10 dargestellt, der zur Herstellung eines Straßenbelags, vorzugsweise eines Asphaltbelags, dient. Der Straßenfertiger 10 verfügt über eine zentrale Antriebseinheit 11, die im vorliegenden Fall einen Verbrennungsmotor aufweist. Die Antriebseinheit 11 kann aber auch andere Antriebe aufweisen, beispielsweise einen Verbrennungsmotor, einen von diesem angetriebenen Generator und einen Elektromotor. Des Weiteren verfügt die Antriebseinheit 11 über Hydraulikantriebe, insbesondere Hydraulikpumpen und Hydraulikmotoren.
Der Straßenfertiger 10 weist außerdem ein Fahrwerk 12 auf, das im gezeigten Ausführungsbeispiel als Radfahrwerk ausgebildet ist. Das Fahrwerk 12 des Straßenfertigers 10 kann aber auch als Raupenfahrwerk ausgebildet sein. Das Fahrwerk 12 wird von der Antriebseinheit 11 derart angetrieben, dass der Straßenfertiger 10 in Fertigungsrichtung 13 fortbewegbar ist. In Fertigungsrichtung 13 gesehen, ist vor der Antriebseinheit 11 ein wannenartig bzw. muldenartig ausgebildeter Vorratsbehälter 14 angeordnet. Der Vorratsbehälter 14 dient zur Aufnahme eines Vorrats des zur Herstellung des Straßenbelags dienenden Materials, insbesondere einer Asphaltmischung. Durch nicht gezeigte Förderorgane wird das Material vom Vorratsbehälter 14 unter der Antriebseinheit 11 entlang zum in Fertigungsrichtung 13 betrachtet hinteren Ende des Straßenfertigers transportiert. In Fertigungsrichtung 13 ist hinter der Antriebseinheit 11 eine Verteilerschnecke 15 angeordnet. Die Verteilerschnecke 15 erstreckt sich quer zur Fertigungsrichtung 13 und dient dazu, das Material über die gesamte Arbeitsbreite des Straßenfertigers 10 gleichmäßig zu verteilen.
In Fertigungsrichtung 13 ist hinter der Verteilerschnecke 15 eine Einbaubohle 16 vorgesehen. Die Einbaubohle 16 ist an auf- und abbewegbaren Tragarmen 17 angehängt. Die Tragarme 17 sind schwenkbar am Fahrwerk 12 gelagert. Dabei ist ein in Fertigungsrichtung 13 vorderer Bereich der Tragarme 17 über Nivellierzylinder 18 an dem Fahrgestell des Fertigers 10 angelenkt. Außerdem ist ein in Fertigungsrichtung 13 betrachtet hinterer Bereich der Tragarme 17 über Hubzylinder 19 mit dem Fahrgestell des Straßenfertigers 10 verbunden. Durch Betätigung der Nivellierzylinder 18 lässt sich die Einbaudicke bzw. die Einbaustärke bzw. der Abstand zwischen einem Untergrund und der Einbaubohle 16 regeln.
Bei den hier gezeigten Straßenfertigern 10 ist die Einbaubohle 16 einteilig ausgebildet, nämlich in der Breite nicht veränderbar. Die Erfindung eignet sich jedoch auch für Einbaubohlen, die zur Anpassung der Arbeitsbreite des Straßenfertigers 10 an die Breite des einzubauenden Straßenbelags, in der Breite veränderbar sind. Dazu sind Endbereichen der Einbaubohle Anbauteile oder Teile zum Ausfahren zuordbar. Über diese Anbauteile oder Verstellteile lässt sich die Einbaubreite verändern.
Die Einbaubohle 16 weist einen Bohlengrundkörper 20 auf mit einer darunter angeordneten Gleitplatte 21. Eine auf dem einzubauenden Material aufliegende Unterseite 22 der Gleitplatte 21 ist im Wesentlichen ebenflächig ausgebildet. Bei der Herstellung des Straßenbelags wird die Einbaustärke über die Nivellierzylinder 18 eingestellt und der Bohlengrundkörper 20 mit der Unterseite 22 der Gleitplatte 21 schwimmend über das heiße Straßenbaumaterial gezogen. Dabei schwimmt die Einbaubohle 16 auf dem Material auf.
Gemäß der Erfindung wird während des Betriebs des Straßenfertigers 10 ein Schwingverhalten der Einbaubohle 16 ermittelt. Dieses Schwingverhalten der Einbaubohle 16 bzw. die Schwingungen oder Vibrationen werden nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel durch einen Sensor 23 ermittelt. Bei diesem Sensor 23 kann es sich um einen Beschleunigungssensor, einen Winkelmesssensor, einen optischen Sensor, einen elektrischen Sensor, einen optoelektronischen Sensor oder um einen mechanischen Sensor handeln. Durch diesen Sensor 23 lässt sich nicht nur eine Frequenz sowie eine Amplitude der Schwingung der Einbaubohle 16 ermitteln sondern ggf. auch die Richtung, in welche die Einbaubohle 16 schwingt.
Bei dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Sensor 23 an dem Bohlengrundkörper 20 angeordnet. Es ist jedoch gleichermaßen denkbar, dass der Sensor 23 auch anderen Komponenten, wie beispielsweise den Tragarmen 17 oder den Zylindern 18, 19, zugeordnet ist. Es ist darüber hinaus denkbar, dass der Sensor 23 aus mehreren Elementen besteht und diese mehreren Elemente an verschiedenen Positionen, dem Straßenfertiger 10 zugeordnet sind. Darüber hinaus kann es vorgesehen sein, dass der Einbaubohle 16 mehrere Sensoren 23 zugeordnet sind, die ggf. verschiedener Art sind, sodass sich verschiedene Schwingverhaltensweisen der Einbaubohle 16 ermitteln lassen.
Die von dem Sensor 23 aufgenommen Messdaten werden von einer Regeleinheit ausgelesen und analysiert. In Abhängigkeit von den analysierten Werten kann eine Kompensation der Schwingung durch entsprechende Ansteuerung verschiedener Komponenten des Straßenfertigers 10 vorgenommen werden. Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass bei einem ermittelten Schwingverhalten die Einbauparameter derart verändert werden, dass entweder die Schwingungen der Einbaubohle 16 unterbunden werden oder für das Einbauergebnis nicht relevant sind. Auf diese Art und Weise lässt sich ein Straßenbelag mit einer hohen Qualität herstellen.
Bei der genannten Komponente kann es sich auch um einen Bedienstand für eine Bedienperson handeln, der auf der Einbaubohle 16 angeordnet ist. In Abhängigkeit des ermittelten Schwingverhaltens der Einbaubohle 16 wird der Bedienstand mechanisch von der Einbaubohle 16 entkoppelt wird, wobei die Entkoppelung mechanisch, hydraulisch, elektrisch oder elektromagnetisch erfolgt. Bei dem Bedienstand kann es sich um eine Plattform oder eine Kabine handeln. Es ist denkbar, dass der Bedienstand von einer Entkopplungseinheit von der Einbaubohle 16 gentrennt wird. Diese Einheit kann entweder direkt zwischen der Bohle 16 und dem Bedienstand oder zwischen einer anderen Komponenten des Straßenfertigers 10 und dem Bedienstand angeordnet sein. Bei dieser Einheit kann es sich um einen mechanischen, hydraulischen, elektrischen oder elektromagnetischen Schwingungs- bzw. Vibrationskompensator handeln.
Die Regeleinheit speichert sämtliche Messdaten sowie Analysen des Schwingverhaltens. Sobald auf Basis der ermittelten Schwingverhalten entsprechende Steuersignale generiert wurden, um die Einbauparameter anzupassen, wird das Schwingverhalten erneut gemessen, um zu überprüfen, ob sich dieses verändert hat. Gleichermaßen können die Einbauparameter überprüft werden, um zu bestimmen, ob das Schwingverhalten bzw. ein verändertes Schwingverhalten sich positiv oder negativ auf das Einbauergebnis ausgewirkt hat. So ist es beispielsweise denkbar, dass bei einem ermittelten Schwingverhalten die Vibrationszahl oder die Stampferdrehzahl einer Stampferleiste geringfügig verändert wird. Es ist denkbar, dass durch diese geringe Veränderung der Vibrationsdrehzahl das Schwingverhalten der Einbaubohle 16 geändert wird und sich somit auch die Qualität des Einbauergebnisses verändert. Gleichermaßen ist es denkbar, dass die leicht geänderte bzw. angepasste Vibrationsdrehzahl vom Schwingverhalten der Einbaubohle nicht beeinflusst wird. Auf diese Weise ist es auch möglich, die Einbauparameter aus den Bereichen, in denen Sie von den Schwingungen der Einbaubohle 16 beeinflusst werden, hinauszubewegen.
Durch eine Regelung der Einbauparameter bzw. des Schwingverhaltens bzw. durch die Ermittlung eines Feedbacks nach Anpassung der Einbauparameter lässt sich eine umfassende Datenbank erstellen, welche Daten sowie Maßnahmen für die Anpassung von Einbauparametern enthält, um die Einwirkungen des Schwingverhaltens auf den Einbauprozess zu minimieren.
Bezugszeichenliste

10: Straßenfertiger
11: Antriebseinheit
12: Fahrwerk
13: Fertigungsrichtung
14: Vorratsbehälter
15: Verteilerschnecke
16: Einbaubohle
17: Tragarm
18: Nivellierzylinder
19: Hubzylinder
20: Bohlengrundkörper
21: Gleitplatte
22: Unterseite
23: Sensor

Claims

Einbaubohle (16) für einen Straßenfertiger (10) mit einem Bohlengrundkörper (20), mit einer darunter angeordneten, sich mit einer Unterseite (22) auf dem Material des einzubauenden Straßenbelags abstützenden Gleitplatte (21), wobei die Einbaubohle (16) über zwei Tragarme (17) relativ zu dem Straßenbelag auf- und abschwenkbar mit dem Straßenfertiger (10) verbunden ist, gekennzeichnet durch mindestens einen Sensor (23) zur Ermittlung eines Schwingverhaltens der Einbaubohle (16).
Einbaubohle (16) für einen Straßenfertiger (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Regeleinheit Einbauparameter des Straßenfertigers (10) auf Basis des ermittelten Schwingverhaltens der Einbaubohle (16) regelbar sind, um das Schwingverhalten der Einbaubohle (16) zu ändern, vorzugsweise zu reduzieren oder zu verstärken oder konstant zu halten.
Einbaubohle (16) für einen Straßenfertiger (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (23) als Beschleunigungssensor, Winkelmesssensor, optischer Sensor, elektrischer Sensor, optoelektronischer Sensor, mechanischer Sensor oder dergleichen ausgebildet ist.
Einbaubohle (16) für einen Straßenfertiger (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (23) an der Einbaubohle (16), vorzugsweise an dem Bohlengrundkörper (20) oder mindestens an einem der Tragarme (17) oder an mindestens einem der Nivellierzylinder (18) bzw. Hubzylinder (19) oder an einer anderen Komponente des Straßenfertigers (10), insbesondere direkt neben oder auf einem Antrieb der Einbaubohle (16), anordbar ist und/oder dass ein erstes Element des Sensors (23) an einer ersten Position und mindestens ein weiteres Element des Sensors (23) an einer weiteren Position angeordnet ist.
Einbaubohle (16) für einen Straßenfertiger (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Einbauparametern um eine Vibrationsdrehzahl und/oder eine Stampferdrehzahl und/oder eine Einbaugeschwindigkeit und/oder eine Einbaubreite und/oder eine Einbautemperatur und/oder eine Einbaudicke und/oder einen Anstellwinkel der Einbaubohle (16) und/oder eine Entlastung der Einbaubohle (16) handelt.
Einbaubohle (16) für einen Straßenfertiger (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit vom Schwingverhalten der Einbaubohle (16) andere Komponenten des Straßenfertigers (10) von der Einbaubohle (16) mechanisch entkoppelbar sind.
Einbaubohle (16) für einen Straßenfertiger (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einbaubohle (16) ein Bedienstand für eine Bedienperson zugeordnet ist, vorzugsweise dass auf der Einbaubohle (16) ein Bedienstand für eine Bedienperson angeordnet ist, der in Abhängigkeit vom Schwingverhalten der Einbaubohle (16) von der Einbaubohle (16) mechanisch entkoppelbar ist, wobei die Entkoppelung mechanisch, hydraulisch, elektrisch oder elektromagnetisch erfolgt.
Verfahren zum Betreiben eines Straßenfertigers (10) mit einer einen Bohlengrundkörper (20) aufweisenden Einbaubohle (16), welche für die Herstellung eines Straßenbelags über Straßenbaumaterial gezogen wird, wobei ein Abstand zwischen dem Bohlengrundkörper (20) und einem Untergrund, auf dem das Straßenbaumaterial aufgetragen wird, durch Auf- und Abschwenken von Tragarmen (17), die an der Einbaubohle (16) und dem Straßenfertiger (10) beweglich gelagert sind, eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass von mindestens einem Sensor (23) ein Schwingverhalten der Einbaubohle (16) ermittelt wird.
Verfahren zum Betreiben eines Straßenfertigers (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Regeleinheit Einbauparameter des Straßenfertigers (10) auf Basis des ermittelten Schwingverhaltens der Einbaubohle (16) geregelt werden, um das Schwingverhalten der Einbaubohle (16) zu ändern, vorzugsweise zu reduzieren oder zu verstärken oder konstant zu halten.
Verfahren zum Betreiben eines Straßenfertigers (10) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwingverhalten der Einbaubohle (16) kontinuierlich oder periodisch bzw. getaktet ermittelt wird, insbesondere von einem Beschleunigungssensor, einem Winkelmesssensor, einem optischen Sensor, einem elektrischen Sensor, einem optoelektronischen Sensor, einem mechanischen Sensor oder dergleichen.
Verfahren zum Betreiben eines Straßenfertigers (10) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbauparameter, bei denen es sich insbesondere um eine Vibrationsdrehzahl und/oder eine Stampferdrehzahl und/oder eine Einbaugeschwindigkeit und/oder eine Einbaubreite und/oder eine Einbautemperatur und/oder eine Einbaudicke und/oder einen Anstellwinkel der Einbaubohle (16) und/oder eine Entlastung der Einbaubohle (16) handelt, in Abhängigkeit von dem Schwingverhalten aktiv und/oder dynamisch und automatisch geregelt wird.
Verfahren zum Betreiben eines Straßenfertigers (10) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwingverhalten der Einbaubohle (16) direkt an der Einbaubohle (16) oder an einem Antrieb der Einbaubohle (16), insbesondere an dem Bohlengrundkörper (20), und/oder indirekt an mindestens einem der Tragarme (17) oder an einem Nivellier- bzw. Hubzylinder (18, 19) und/oder an einer anderen Komponente ermittelt wird.
Verfahren zum Betreiben eines Straßenfertigers (10) nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit des ermittelten Schwingverhaltens der Einbaubohle (16) andere Komponenten des Straßenfertigers (10) von der Einbaubohle (16) mechanisch entkoppelt werden.
Verfahren zum Betreiben eines Straßenfertigers (10) nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit des ermittelten Schwingverhaltens der Einbaubohle (16) ein Bedienstand, welcher der Einbaubohle (16) zugeordnet ist, insbesondere welcher auf der Einbaubohle (16) angeordnet ist, mechanisch von der Einbaubohle (16) entkoppelt wird, wobei die Entkoppelung mechanisch, hydraulisch, elektrisch oder elektromagnetisch erfolgt.