DE102019121418A1

DE102019121418A1 - Kalibrierungssystem und -verfahren für eine sprühmaschine

Info

Publication number: DE102019121418A1
Application number: DE102019121418.1A
Authority: DE
Inventors: Chad M. Thiesse; Andrea Fontana
Original assignee: Caterpillar SARL
Current assignee: Caterpillar SARL
Priority date: 2018-08-08
Filing date: 2019-08-08
Publication date: 2020-02-13

Abstract

Ein Asphaltiersystem kann eine Asphaltiermaschine (10) beinhalten, die eine Belagsmaterial-Zuführanordnung mit einem Trichter (14), einer Förderbandanordnung, einer Förderschnecke (16), und eine Einbaubohle (18) umfasst. Die Asphaltiermaschine (10) kann auch eine Emulsionsfluid-Abgabeanordnung mit einer Vielzahl von Sprühbalken (20) beinhalten, wobei jeder Sprühbalken (20) eine oder mehrere Düsen (22) beinhaltet. Das Asphaltiersystem kann auch ein Steuergerät (24) und eine Anzeigeschnittstelle (26) beinhalten. Das Steuergerät (24) kann dazu ausgestaltet sein, Eingaben von der Anzeigeschnittstelle (26) zu empfangen, die auf eine Masse und eine Fläche mit Emulsionsfluid hinweisen, das von einer aktiven Düse (22) abgegeben wird, um die Emulsionsfluid-Abgabeanordnung zu kalibrieren.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein eine Straßenbaumaschine und insbesondere ein System und Verfahren zum Kalibrieren der Emulsionsfluidzufuhr in einer Sprühmaschine.
Hintergrund
Die vorliegende Offenbarung betrifft Asphaltiermaschinen, die für den Bau und die Reparatur von Straßenoberflächen verwendet werden. Asphaltiermaschinen werden in der Regel eingesetzt, um Asphalt oder anderes Belagsmaterial zu verlegen. Der Belagseinbau beinhaltet oft das Abgeben (d. h., Versprühen) einer Haftgrundierung, eines Emulsionsfluids oder anderen Behandlungsfluids auf den Untergrund oder die Straßenoberfläche, um die Verbindung mit dem neuen Belag zu unterstützen. Asphaltiermaschinen zielen darauf ab, eine konstante Menge an Behandlungsfluid auf die Bodenoberfläche zu sprühen. Unterschiedliche Asphaltierungsoperationen können unterschiedliche Behandlungsfluide umfassen, und unterschiedliche Behandlungsfluide können unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, wie Dichte, Viskosität, etc. Die unterschiedlichen Eigenschaften des Behandlungsfluids können die Zufuhrrate und/oder den Sprühbereich des Behandlungsfluids beeinflussen.
Das US-Patent Nr. 9,845,579 , das am 19. Dezember 2017 an Pembleton et al. erteilt wurde („das '579-Patent“), beschreibt ein Belagsbeschichtungssystem mit einem verschiebbaren Sprühbalken. Das '579-Patent offenbart ein Belagsbeschichtungssystem, das eine Pumpe einsetzt, um einen oder mehrere Pumpenhübe des Beschichtungsmaterials in einen Behälter abzugeben. Der Behälter kann dann gewogen oder auf andere Weise gemessen werden, um einen Kalibrierungs-Skalierungsfaktor zu erzeugen, der dann in das Steuersystem eingegeben werden kann, um einen Pumpenhub mit der ausgegebenen Masse oder dem ausgegebenen Volumen des Beschichtungsmaterials zu korrelieren. Das Steuersystem des '579-Patents ist auch mit einem oder mehreren Geschwindigkeitssensoren gekoppelt, und stellt eine Pumpenrate im Hinblick auf die erfasste Fahrgeschwindigkeit ein, um eine vorbestimmte Auftragsrate aufrecht zu erhalten. Das '579-Patent offenbart das Kalibrieren der Masse oder des Volumens an Beschichtungsmaterial, das abgegeben wird, aber das Steuersystem berücksichtigt unter anderem nicht den Sprühbereich einer oder mehrerer Düsen. Dementsprechend stellt das Steuersystem nicht die Sprührate ein, um eine gewünschte Menge an Beschichtungsmaterial über einen Bereich der Bodenoberfläche aufrecht zu erhalten. Die Asphaltiermaschine der vorliegenden Offenbarung löst eines oder mehrere der oben dargelegten Probleme und/oder andere Probleme im Stand der Technik. Der Umfang der vorliegenden Offenbarung ist jedoch ausschließlich durch die beigefügten Ansprüche definiert, und nicht durch die Fähigkeit, irgendein bestimmtes Problem zu lösen.
Zusammenfassung
In einem Aspekt kann ein Asphaltiersystem eine Asphaltiermaschine beinhalten, die eine Belagsmaterial-Zuführanordnung mit einem Trichter, einer Förderbandanordnung, einer Förderschnecke, und eine Einbaubohle umfasst. Die Asphaltiermaschine kann auch eine Emulsionsfluid-Abgabeanordnung mit einer Vielzahl von Sprühbalken beinhalten, wobei jeder Sprühbalken eine oder mehrere Düsen beinhaltet. Das Asphaltiersystem kann auch ein Steuergerät und eine Anzeigeschnittstelle beinhalten. Das Steuergerät kann dazu ausgestaltet sein, Eingaben von der Anzeigeschnittstelle zu empfangen, die auf eine Masse und einen Bereich oder eine Fläche mit Emulsionsfluid hinweisen, das von einer aktiven Düse abgegeben wird, um die Emulsionsfluid-Abgabeanordnung zu kalibrieren.
In einem weiteren Aspekt kann ein Steuersystem für eine Asphaltiermaschine eine Vielzahl von Sprühbalken beinhalten, die mit der Asphaltiermaschine gekoppelt sind, um ein Emulsionsfluid auf eine Bodenoberfläche abzugeben, wobei jeder der Sprühbalken eine oder mehrere Düsen beinhaltet. Das Steuersystem kann auch ein Steuergerät und eine Anzeigeschnittstelle beinhalten. Das Steuergerät kann wirkmäßig mit der Anzeigeschnittstelle und jeder Sprühdüse an der Vielzahl von Sprühbalken gekoppelt sein, um eine Abgabe von Emulsionsfluid durch die Düsen auf Grundlage einer eingegebenen Masse des Emulsionsfluids und einer eingegebenen Fläche eines Sprühmusters durch eine aktive Düse zu kalibrieren.
In einem weiteren Aspekt kann ein Verfahren zum Kalibrieren eines Emulsionsfluid-Abgabesystems für eine Asphaltiermaschine beinhalten: Auswählen einer aktiven Düse, wobei die aktive Düse eine aus einer Vielzahl von Düsen an einem oder mehreren an der Asphaltiermaschine montierten Sprühbalken ist, Abgeben eines Emulsionsfluids durch die aktive Düse über eine Sprühdauer, Messen einer Masse des Emulsionsfluids, das durch die aktive Düse über die Sprühdauer abgegeben wird, und Eingeben der gemessenen Masse des Emulsionsfluids, das durch die aktive Düse über die Sprühdauer abgegeben wird, in eine Benutzerschnittstelle. Das Verfahren kann auch umfassen: Abgeben eines Sprühstoßes des Emulsionsfluids durch die aktive Düse, Messen einer Länge und einer Breite eines Sprühmusters des Emulsionsfluids, das während des Sprühstoßes abgegeben wird, und Eingeben der gemessenen Länge und Breite des Sprühmusters des Emulsionsfluids, das während des Sprühstoßes abgegeben wird, in die Benutzerschnittstelle.
Figurenliste

1 ist eine Veranschaulichung von Abschnitten einer beispielhaften Maschine gemäß Aspekten dieser Offenbarung.
2 ist eine Veranschaulichung einer beispielhaften Sprühdüse und eines entsprechenden Sprühmusters der beispielhaften Maschine von 1.
3 stellt ein Flussdiagramm bereit, das ein beispielhaftes Verfahren zum Kalibrieren der Abgabe von Emulsionsfluid gemäß Aspekten dieser Offenbarung zeigt.
4 ist eine Veranschaulichung einer beispielhaften Anzeigeschnittstelle der beispielhaften Maschine von 1.

Detaillierte Beschreibung
Sowohl die vorstehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung sind rein beispielhaft zur Erläuterung und sollen die beanspruchten Merkmale keinesfalls einschränken. Wie hierin verwendet sollen die Begriffe „umfasst“, „umfassend“, „aufweisend“, „einschließlich“ oder andere Variationen davon eine nicht ausschließende Einbeziehung abdecken, so dass ein Verfahren, Vorgang, Gegenstand oder eine Vorrichtung, die eine Liste von Elementen umfasst, nicht nur diese Elemente umfasst, sondern auch andere Elemente beinhalten kann, die nicht ausdrücklich aufgelistet sind oder einem solchen Verfahren, Vorgang, Gegenstand oder einer solchen Vorrichtung inhärent sind.
Für die Zwecke dieser Offenbarung wird der Begriff „Bodenoberfläche“ im weitesten Sinne verwendet, um alle Arten von Oberflächen zu bezeichnen, die typische Straßen bilden (z. B. Asphalt, Beton, Lehm, Sand, Erde etc.), oder auf welchen Belagsmaterial zur Bildung von Straßen abgelegt werden kann. In dieser Offenbarung werden relationale Begriffe wie beispielsweise „etwa“, „im Wesentlichen“ oder „ungefähr“ verwendet, um eine mögliche Variation von ± 10 % eines angegebenen Zahlenwerts zu bezeichnen. Obwohl die vorliegende Offenbarung unter Bezugnahme auf eine Asphaltiermaschine beschrieben wird, ist dies rein beispielhaft. Während die vorliegende Offenbarung in Verbindung mit einer Asphaltiermaschine erläutert wird, sollte klar sein, dass die vorliegende Offenbarung auf beliebige Maschinen angewendet werden kann, beispielsweise etwa Straßenfertiger, Tanklastwagen, Asphaltdeckenfertiger, beliebige andere Maschinen, die im Belagseinbau- oder Asphaltierprozess verwendet werden, oder beliebige andere Maschinen, die ein Sprühsystem beinhalten, bei dem eine Kalibrierung nützlich wäre.
1 veranschaulicht eine Unteransicht von Abschnitten einer beispielhaften Asphaltiermaschine 10 gemäß der vorliegenden Offenbarung. Die Maschine 10 kann eine Asphaltiermaschine beliebiger Größe mit beliebiger Belagseinbaubreite sein. In einem Aspekt kann die Maschine 10 eine kleine Asphaltiermaschine zum Beispiel mit einer maximalen Einbaubreite von ungefähr 5,5 Meter sein. Die Maschine 10 beinhaltet einen Rahmen 12, einen Trichter 14 und eine Förderschnecke 16. Die Maschine 10 umfasst auch eine Einbaubohle 18, welche ausfahr- oder verlängerbar sein kann, um die Belagseinbaubreite zu variieren. Die Maschine 10 kann auch eine Fördereinrichtungsanordnung (nicht dargestellt) beinhalten, um Belagsmaterial von dem Trichter 14 auf die Bodenoberfläche unter der Förderschnecke 16 abzugeben. Das Belagsmaterial kann durch die Förderschnecke 16 und die Einbaubohle 18 ausgebreitet, geglättet, gestampft etc. werden. Obwohl nicht dargestellt, ist die Maschine 10 mit einer Emulsionsfluidzufuhr gekoppelt, die entweder an der Maschine 10 montiert ist (z. B. über einen Tank, der sich hinter dem Trichter 14 befindet), oder mit der Maschine 10 verbunden ist (z. B. von einem Versorgungstankwagen vor der Maschine 10 getragen wird). Zusätzlich sind ein oder mehrere Sprühbalken 20 mit Düsen 22 mit der Maschine 10 gekoppelt, um das Emulsionsfluid auf die Bodenoberfläche abzugeben. Die Sprühbalken 20 können an der Maschine 10 fixiert oder beweglich sein (z. B. angehoben oder abgesenkt, schwenkbar, ausfahrbar, aus- und einfahrbar etc.). Einzelne Sprühbalken 20 oder einzelne Düsen 22 können über ein Steuergerät, zum Beispiel ein Emulsionssteuermodul (oder kurz „ECM“) 24 aktiviert werden, und das ECM 24 kann in Kommunikation mit einem oder mehreren Bedienfeldern stehen, zum Beispiel einer Bediener-Anzeigeschnittstelle 26. Die Anzeigeschnittstelle 26 kann verwendet werden, um einen oder mehrere Aspekte der Maschine 10 über das ECM 24 zu steuern oder zu überwachen.
Obwohl nicht dargestellt, kann die Maschine 10 auch eine Bedienerstation oder Kabine beinhalten, von der aus eine Bedienperson die Maschine 10 steuern und manövrieren kann. Die Maschine 10 kann auch einen oder mehrere Bedienstände beinhalten, die zum Beispiel an der Einbaubohle 18 positioniert sind, von wo aus eine Bedienperson Aspekte der Maschine 10 steuern oder überwachen kann. Eine oder mehrere Anzeigeschnittstellen 26 können in der Bedienerstation oder in einer oder mehreren Bedienständen an der Einbaubohle 18 positioniert sein. Alternativ oder zusätzlich können sich eine oder mehrere Anzeigeschnittstellen 26 entfernt von der Maschine 10 befinden.
In einem Aspekt können der eine oder die mehreren Sprühbalken 20 eine Vielzahl von Sprühbalken 20 beinhalten, die jeweils eine Vielzahl von Düsen 22 beinhalten. Jede der Düsen 22 an jedem Sprühbalken 20 kann selektiv geöffnet werden, um Emulsionsfluid auf eine Bodenoberfläche abzugeben, bevor das Belagsmaterial auf die Bodenoberfläche abgegeben wird. Zum Beispiel kann die Maschine 10 zwei seitliche Sprühbalken 20A, zwei hintere Sprühbalken 20B und einen zentralen Sprühbalken 20C beinhalten. Die zwei seitlichen Sprühbalken 20A können jeweils vier Düsen 22 beinhalten und können relativ zu der Maschine 10 schwenkbar sein. Die zwei hinteren Sprühbalken 20B können jeweils zwei Düsen 22 beinhalten und können hinten an dem Rahmen 12, zum Beispiel hinter Bodeneingriffselementen oder Raupenketten 28 und vor der Förderschnecke 16, positioniert sein. Der zentrale Sprühbalken 20C kann vier Düsen 22 beinhalten und kann der vorderste Sprühbalken sein. Der zentrale Sprühbalken 20C kann zum Beispiel zwischen den Bodeneingriffselementen oder Raupenketten 28 und hinter dem Trichter 14 positioniert sein. Jeder Sprühbalken 20 und einzelne Düsen 22 können elektronisch mit dem ECM 24 gekoppelt sein. Darüber hinaus kann die Anzeigeschnittstelle 26 mit dem ECM 24 gekoppelt sein, um den Status der Sprühbalken 20 und Düsen 22 zu steuern und zu überwachen.
Das ECM 24 kann einen Computer oder computerlesbaren Speicher umfassen, der computerausführbare Anweisungen zur Steuerung der Abgabe von Emulsionsfluid durch den Sprühbalken 20 und die Düsen 22 speichert. Das ECM 24 kann dazu ausgestaltet sein, selektiv die Abgabe von Emulsionsfluid von der Zufuhr durch Steuern einer Pumpe zu steuern, die mit der Zufuhr und den Sprühbalken 20 über einen oder mehrere Schläuche gekoppelt ist. Das ECM 24 kann wirkmäßig auch mit den Düsen 22 gekoppelt sein, um einzelne Düsen 22 zu öffnen oder zu schließen, zum Beispiel durch Steuern des Öffnens und Schließens einer oder mehrerer Pneumatikventile, die jeder Düse 22 zugeordnet sind. Zusätzlich kann das ECM 24 dazu ausgestaltet sein, Daten von einem oder mehreren Sensoren zu empfangen, zum Beispiel einem oder mehreren Sensoren, die die Geschwindigkeit oder Richtung der Maschine 10 messen. In einem Aspekt können der eine oder die mehreren Sensoren 29 in Kommunikation mit Elementen stehen, die jede Raupenkette 28 antreiben, um eine Geschwindigkeit oder Richtung jeder Raupenkette 28 zu messen. Zum Beispiel kann ein Sensor 29 mit einem Antriebsrad 28A oder einer Laufrolle 28B jeder Raupenkette 28 gekoppelt sein, um die Geschwindigkeit jeder Raupenkette 28 zu messen. Die Sensoren 29 können über Kabel oder drahtlos mit dem ECM 24 gekoppelt sein, und das ECM 24 kann eine Geschwindigkeit und Richtung für die Maschine 10 auf Grundlage der Informationen berechnen, die es von den Sensoren 29 empfangen hat. Dementsprechend kann das ECM 24 auch dazu ausgestaltet sein, eine von der Maschine 10 zurückgelegte Distanz zu bestimmen. Das ECM 24 kann ferner dazu ausgestaltet sein, Benutzerbefehle oder Informationen von einer Benutzereingabevorrichtung zu empfangen, zum Beispiel von der Anzeigeschnittstelle 26. Das ECM 24 kann über Kabel oder drahtlos (z. B. über Bluetooth^®, WiFi oder andere Verbindungsprotokolle) mit den Düsen 22, der Anzeigeschnittstelle 26, Sensoren und anderen Komponenten der Maschine 10 verbunden sein.
Wie in Bezug auf 4 noch detaillierter erörtert wird, kann die Anzeigeschnittstelle 26 eine Anzeige mit einer Reihe von Anzeige- und Eingabeoptionen beinhalten. Die Anzeigevorrichtung 26 kann betätigbar sein, um die Abgabe von Emulsionsfluid durch Öffnen und Schließen eines oder mehrerer interner Ventile und/oder durch Steuern des Betriebs von Emulsionspumpen, zum Beispiel über das ECM 24, zu steuern. Darüber hinaus können die Funktionen und Fähigkeiten der Anzeigeschnittstelle 26 in einer Berührungsbildschirm-Benutzerschnittstelle kombiniert sein. Wie oben angemerkt können eine oder mehrere Anzeigeschnittstellen 26 an der Maschine 10 positioniert sein, oder können sich von der Maschine 10 entfernt befinden, zum Beispiel auf einem Smartphone, Tablet oder Laptop. In jedem dieser Aspekte können eine oder mehrere Anzeigeschnittstellen 26 über Kabel oder drahtlos mit dem ECM 24 verbunden sein.
2 veranschaulicht ein beispielhaftes Sprühmuster 30 von einer Düse 22. In einem Aspekt sind alle Düsen 22 an den Sprühbalken 20 identisch und geben somit ein für alle gleiches Sprühmuster 30 ab. Die Düse 22 gibt das Emulsionsfluid auf die Bodenoberfläche ab, um ein Sprühmuster 30 auf einem Bereich der Bodenoberfläche zu bilden. Das Sprühmuster 30 hat eine Länge L und eine Breite W. Das Sprühmuster 30 ist hier im Wesentlichen rechteckig dargestellt, doch ist diese Offenbarung nicht darauf begrenzt, da das Sprühmuster 30 in Abhängigkeit von dem konkreten Typ der Düse andere Gestalten aufweisen kann. Da alle Düsen 22 an den Sprühbalken 20 vom selben Düsentyp sind, kann das Testen einer Düse 22 zur Bestimmung einer Fläche des Sprühmusters 30 dazu verwendet werden, um die Fläche der Sprühmuster 30 für alle Düsen 22 zu bestimmen und die Abgabe von Emulsionsfluid für die Maschine 10 zu kalibrieren. Alternativ kann die Maschine 10 zwei oder mehr Typen von Düsen 22 beinhalten, und jeder Typ von Düse 22 kann gemessen und kalibriert werden.
3 stellt ein Flussdiagramm bereit, das ein beispielhaftes Verfahren 100 zum Kalibrieren der Abgabe von Emulsionsfluid darstellt. Das Verfahren 100 beinhaltet das Bestimmen einer Masse von abgegebenem Emulsionsfluid für eine Fläche der Bodenoberfläche (d. h., kg/m²), und dies kann dann verwendet werden, um die Abgabe eines konkreten Emulsionsfluids während eines Asphaltierbetriebs zu kalibrieren. Wie erwähnt können unterschiedliche Emulsionsfluide, oder dasselbe Fluid, aber unter jeweils unterschiedlichen Bedingungen (z. B. Temperatur, Feuchtigkeit oder Höhenunterschiede), unterschiedliche Dichten, Viskositäten oder andere Eigenschaften aufweisen, welche sich auf die Abgaberate und/oder die Sprühfläche des konkreten Emulsionsfluids auswirken. Dementsprechend kann das Verfahren 100 durchgeführt werden, bevor ein konkreter Asphaltiervorgang begonnen wird, und die Durchführung des Verfahrens 100 kann durch das ECM 24 und die Anzeigeschnittstelle 26 angeregt und/oder unterstützt werden.
Das Verfahren 100 beinhaltet einen ersten Schritt 102 zur Auswahl einer Sprühdüse 22, die für den Kalibrierungsprozess verwendet werden soll. Die Anzeigeschnittstelle 26 kann verwendet werden, um die konkrete Düse 22 auszuwählen, indem zum Beispiel die konkrete Düse 22 in eine aktive Konfiguration versetzt wird, wobei die verbleibenden Düsen 22 in einer inaktiven Konfiguration sind. In einem Aspekt kann die am weitesten außen liegende Düse 22 an einem der seitlichen Sprühbalken 20A als die aktive Düse 22 verwendet werden, um sie für einen Benutzer einfach zugänglich zu machen, um einen Behälter unter der aktiven Düse 22 zu platzieren. Der Schritt 104 beinhaltet das Einstellen einer Dauer für die ausgewählte Sprühdüse 22. Zum Beispiel kann ein Benutzer eine Dauer von zum Beispiel fünf Sekunden für die aktive Düse 22 einstellen, um Emulsionsfluid abzugeben. Schritt 106 beinhaltet das Platzieren eines Behälters mit bekanntem Gewicht unterhalb der ausgewählten Sprühdüse 22. In einem Aspekt kann eine Schale, ein Eimer oder anderer Behälter im leeren Zustand gewogen werden, um das Gewicht des Behälters zu messen, und anschließend kann der Behälter unterhalb der ausgewählten Düse 22 positioniert werden. Schritt 108 des Verfahrens 100 beinhaltet das Aktivieren der ausgewählten Sprühdüse 22 für die ausgewählte Dauer. In Abhängigkeit von der Maschine 10 kann die Abgabe des Emulsionsfluids während der Dauer kontinuierlich erfolgen, oder kann in Intervallen erfolgen. In diesem Schritt wird das abgegebene Emulsionsfluid in dem Behälter gesammelt. Als Nächstes beinhaltet Schritt 110 das Wiegen des Behälters, und Schritt 112 beinhaltet das Subtrahieren des bekannten Gewichts des Behälters, um eine Masse des versprühten Emulsionsfluids zu bestimmen, das in der festgelegten Dauer abgegeben wurde. In Schritt 114 kann die Masse des versprühten Emulsionsfluids in die Anzeigeschnittstelle 26 eingegeben werden. Somit kann das ECM 24 eine Masse an Emulsionsfluid bestimmen, die als Funktion der Zeit abgegeben wird. Zusätzlich kann, da die Dauer eines jeden Sprühstoßes bekannt ist, das ECM 24 eine Masse an Emulsionsfluid bestimmen, die für jeden Sprühstoß abgegeben wird.
Das Verfahren 100 umfasst ferner Schritt 116, der das Aktivieren der ausgewählten Sprühdüse 22 für einen oder mehrere Sprühstöße beinhaltet. Der eine oder die mehreren Sprühstöße können ein Sprühstoß, zwei Sprühstöße etc. sein, und die Anzahl der Sprühstöße, die in Schritt 116 abgegeben werden, kann an der Anzeigeschnittstelle 26 festgelegt oder eingestellt werden (4). Zum Beispiel kann das Sprühmuster 30 leichter oder einfacher gemessen werden, wenn zwei oder mehr Sprühstöße auf die Bodenoberfläche abgegeben werden statt eines einzelnen Sprühstoßes. Schritt 116 kann einen anfänglichen Schritt des Platzierens eines großen Stücks Papier, Sperrholz oder anderen Materials auf der Bodenoberfläche unter der ausgewählten Sprühdüse 22 beinhalten, so dass das Material das abgegebene Emulsionsfluid aufnimmt. Alternativ kann das Sprühmuster 30 direkt an der Bodenoberfläche gemessen werden. Als Nächstes beinhaltet der Schritt 118 des Verfahrens 100 das Messen einer Länge des Sprühmusters 30, das durch den einen oder die mehreren Sprühstöße abgegeben wird (2). Schritt 120 beinhaltet das Messen einer Breite des Sprühmusters 30, das durch den einen oder die mehreren Sprühstöße abgegeben wird. Anschließend beinhaltet Schritt 122 das Eingeben der gemessenen Länge und Breite des Sprühmusters 30 in die Anzeigeschnittstelle 26. Die Länge und Breite des Sprühmusters 30 kann einzeln eingegeben werden, so dass das ECM 24 eine Fläche des Sprühmusters 30 bestimmen kann, das durch den einen oder die mehreren Sprühstöße ausgebildet wird, oder der Benutzer kann die gemessene Länge und Breite verwenden, um eine Fläche des Sprühmusters 30 zu bestimmen, die dann in die Anzeigeschnittstelle 26 eingegeben werden kann.
Es wird angemerkt, dass unterschiedliche Messungen vorgenommen und in die Anzeigeschnittstelle 26 eingegebenen werden können, wenn das Sprühmuster 30 eine nicht rechteckige Gestalt aufweist. Obwohl dies in den Figuren nicht dargestellt ist, kann die Anzeigeschnittstelle 26 eine Form- oder Gestalteingabe aufweisen, in welcher ein Benutzer die Gestalt des Sprühmusters 30 eingeben oder auswählen kann. In ähnlicher Weise kann die Anzeigeschnittstelle 26 eine oder mehrere Eingaben für den Benutzer aufweisen, um verschiedene Messungen des Sprühmusters 30 einzugeben, damit das ECM 24 eine Fläche des Sprühmusters 30 bestimmen kann.
Unter Verwendung des Verfahrens 100 kann ECM 24 die eingegebene gemessene Masse der versprühten Emulsion und die Fläche des Sprühmusters verwenden, um eine Abgaberate (z. B. Masse pro Fläche in kg/m²) des Emulsionsfluids zu bestimmen, das durch die Düse 22 versprüht wird. Das ECM 24 kann die bestimmte Abgaberate auf jede Düse 22 an dem Sprühbalken 20 anwenden, und das ECM 24 kann die aktiven Düsen 22 und/oder die Frequenz der Sprühstöße nach Bedarf während eines Asphaltiervorgangs variieren, um die geeignete (gewünschte oder gespeicherte) Menge an Emulsionsfluid auf die geeigneten Abschnitte der Bodenoberfläche abzugeben. Zum Beispiel kann das ECM 24 mit einem oder mehreren Geschwindigkeits- oder Richtungssensoren der Maschine 10 (d. h., Sensoren 29) gekoppelt sein, die eine Geschwindigkeit oder Richtung der Maschine 10 erfassen, und das ECM 24 kann auf Grundlage der erfassten Geschwindigkeit oder Richtung der Maschine 10 die Frequenz der Sprühstöße und/oder, welche der Düsen 22 aktiv sind, modifizieren, um eine konsistente Abgabe von Emulsionsfluid auf die Bodenoberfläche beizubehalten. Darüber hinaus kann das ECM 24 mit einem oder mehreren Sensoren gekoppelt sein, die eine Breite der Einbaubohle 18 bestimmen, und das ECM 24 kann auf Grundlage der erfassten Breite der Einbaubohle 18 die Frequenz der Sprühstöße und/oder, welche der Düsen 22 aktiv sind, modifizieren.
4 veranschaulicht eine beispielhafte Bedienfeldanzeige 32, die an der Anzeigeschnittstelle 26 angezeigt werden kann. Die Bedienfeldanzeige 32 kann ein Berührungsbildschirm (z. B. ein iPad^®, Tablet etc.) sein, oder kann stattdessen eine Anzeige oder eine Vielzahl von Anzeigen sowie eine oder mehrere Druckknöpfe, Schalter, eine Tastatur etc. beinhalten. Die Bedienfeldanzeige 32 zeigt eine Vielzahl von gemessenen Werten, Benutzereingabeoptionen und anderen Informationen für eine Bedienperson der Maschine 10 an.
Die Bedienfeldanzeige 32 kann eine Vielzahl von Anzeigebildschirmen beinhalten, welche über eine Vielzahl von Tabs 34A-34L auf einer Werkzeugleiste 36 auswählbar sein können. Zum Beispiel kann die Werkzeugleiste 36 einen Start- oder Ausgangs-Tab 34A und eine Reihe weiterer Tabs 34B-34L beinhalten, um einem Benutzer zu erlauben, zwischen einer Reihe von Eingabe- und/oder Überwachungsbildschirmen zu wechseln, was den Zugang zu entsprechenden Einstellungen oder Betätigungssteuerungsbildschirmen beinhalten kann. 4 veranschaulicht eine Bedienfeldanzeige 32, die einen Düsenkalibrierungsmodus oder -bildschirm darstellt, wobei zum Beispiel der Tab 34F aktiv ist und das entsprechende Symbol 38 an der Bedienfeldanzeige 32 angezeigt wird.
Der Düsenkalibrierungsmodus kann das Anzeigen einer Vielzahl von Sensorwerten an der Bedienfeldanzeige 32 beinhalten. Zum Beispiel kann die Bedienfeldanzeige 32 eines oder mehrere von Kompressordruck 40, Emulsionsfluidvolumen 42 in einem Vorrat, Emulsionsfluid-Füllstand 44 in dem Vorrat und Emulsionsfluid-Temperatur 46 in dem Vorrat anzeigen. Die Bedienfeldanzeige 32 kann auch eine Emulsionsfluid-Pumprate 48 und/oder einen Emulsionsfluid-Druck 50 anzeigen. Die vorstehend erwähnten Werte und Angaben können auf einer Vielzahl von Sensoren basieren, die an oder in Abschnitten der Maschine 10 positioniert sind und über Kabel oder drahtlos mit dem ECM 24 gekoppelt sind.
Der Düsenkalibrierungsmodus beinhaltet das Anzeigen einer Vielzahl von Düsensteuerungen 52 und Düsenanzeigen 54. Die Düsensteuerungen 52 können einem Benutzer erlauben, einzelne Düsen 22 zu steuern (d. h., zu aktivieren oder zu deaktivieren). Die Düsenanzeigen 54 können aufleuchten oder die Farbe verändern, um den Betriebszustand einzelner Düsen 22 oder Sätze von Düsen 22 anzuzeigen. Die Konfiguration der Düsensteuerungen 52 und Düsenanzeigen 54 an der Bedienfeldanzeige 32 kann der relativen Positionierung der Düsen 22 entlang des Sprühbalkens 20 an der Maschine 10 entsprechen und/oder diese anzeigen. In einem Aspekt können die Düsensteuerungen 52 und Düsenanzeigen 54 in Tasten, Schaltern oder Schaltflächen am Berührungsbildschirm kombiniert sein, um die Düsen 22 zu steuern.
Der Düsenkalibrierungsmodus umfasst auch eine Vielzahl von Anzeigen und Eingaben, die in dem Verfahren 100 verwendet werden können. In einem Aspekt kann die Bedienfeldanzeige 32 eine Düsenauswahleingabe 56 beinhalten, die einen numerische Angabe für eine aktive Düse für das Kalibrierungsverfahren beinhaltet. Die aktive Düse kann über eine Schaltfläche Auf/+ 58 und eine Schaltfläche Ab/- 60 eingestellt werden. Zum Beispiel kann die Maschine 10 sechzehn Düsen 22 an den Sprühbalken 20 (in 1) beinhalten, wobei jede Düse 22 durch eine Zahl zwischen eins und sechzehn bezeichnet wird. Die am weitesten links befindliche Düse 22 am linksseitigen Sprühbalken 20A kann die Düse Nummer „1“ sein, und die am weitesten rechts befindliche Düse 22 am rechtsseitigen Sprühbalken 20A kann die Düse Nummer „16“ sein. Obwohl nicht dargestellt kann die aktive Düse 22 auch dadurch angezeigt werden, dass der Düsenanzeiger 54 aufleuchtet, eingekreist wird oder auf andere Weise identifiziert wird. Zusätzlich können in dem Düsenkalibrierungsmodus die Düsensteuerungen 52 deaktiviert sein, so dass nur die Düsenauswahleingabe 56 steuert, welche einzelne Düse 22 für die Kalibrierung aktiv ist.
Der Düsenkalibrierungsmodus umfasst ferner eine Sprühdauer-Eingabe 62, durch welche ein Benutzer eine Dauer für die ausgewählte Sprühdüse 22 einstellen kann, zum Beispiel in Schritt 104. Die Sprühdauer-Eingabe 62 kann eine Zeitanzeige 64, eine Schaltfläche Ab/- 66, eine Schaltfläche Auf/+ 68, und eine Aktivierungs-Schaltfläche 70 beinhalten. Ein Benutzer kann die Dauer unter Verwendung der Schaltfläche Ab/- 66 und der Schaltfläche Auf/+ 68 einstellen und kann die Aktivierungs-Schaltfläche 70 drücken, sobald der Behälter unter der ausgewählten Düse 22 platziert wurde, um die ausgewählte Düse 22 für die eingestellte Dauer in Schritt 108 zu aktivieren. Der Benutzer kann dann die gemessene Masse des versprühten Emulsionsfluids eingeben, wie in Schritt 114. Zum Beispiel kann die Bedienfeldanzeige 32 eine Masse-Eingabe 72 beinhalten, die eine Schaltfläche Ab/- 74 und eine Schaltfläche Auf/+ 76 beinhalten kann, um dem Benutzer zu erlauben, die gemessene Masse des versprühten Emulsionsfluids einzugeben.
Der Düsenkalibrierungsmodus umfasst auch eine Sprühstoß-Eingabe 78, durch welche ein Benutzer eine Anzahl der Sprühstöße einstellen kann, zum Beispiel vor Schritt 116. Die Sprühstoß-Eingabe 78 kann eine Zeitanzeige 80, eine Schaltfläche Ab/- 82, eine Schaltfläche Auf/+ 84 und eine Aktivierungs-Schaltfläche 86 beinhalten. Ein Benutzer kann die Anzahl der Sprühstöße unter Verwendung der Schaltfläche Ab/- 82 und Schaltfläche Auf/+ 84 einstellen und kann die Aktivierungs-Schaltfläche 86 drücken, um die ausgewählte Sprühdüse für die eingestellte Anzahl von Sprühstößen in Schritt 116 zu aktivieren. Der Benutzer kann dann das gemessene Sprühmuster 30 eingeben. Zum Beispiel kann die Bedienfeldanzeige 32 eine Längen-Eingabe 88 und eine Breiten-Eingabe 90 beinhalten, die jeweils eigene Schaltflächen Auf/+ und Ab/beinhalten können.
Es wird angemerkt, dass die in 4 dargestellten Eingaben rein beispielhaft sind und die Anzeigeschnittstelle 26 und Bedienfeldanzeige 32 eine beliebige Anzahl von Anzeigen und Eingaben beinhalten können. Zum Beispiel kann der Düsenkalibrierungsmodus ein numerisches Tastenfeld beinhalten. Gemäß einem Aspekt kann die Düsenauswahleingabe 56, die Sprühdauer-Eingabe 62, die Masse-Eingabe 72, die Sprühstoß-Eingabe 78, die Längen-Eingabe 88 oder die Breiten-Eingabe 90 das Tastenfeld aktivieren, so dass der Benutzer den geeigneten numerischen Wert eingeben kann. Darüber hinaus kann das Verfahren 100 statt dem Messen einer Masse an abgegebenem Emulsionsfluid in den Schritten 110 und 112 das Messen eines Volumens an abgegebenem Emulsionsfluid zum Beispiel in einem Messgefäß beinhalten. Die Anzeigeschnittstelle 26 kann dann die geeigneten Eingaben für einen Benutzer beinhalten, um das gemessene Volumen einzugeben, und das ECM 24 kann ein Volumen an abgegebenem Emulsionsfluid über die Fläche des Sprühmusters 30 bestimmen. Die Anzeigeschnittstelle 26 und die Bedienfeldanzeige 32 können auch eine Vielzahl von Alarmen und Benachrichtigungen auf Grundlage der Vielzahl von Sensoren umfassen, die der Maschine 10 zugeordnet sind, und die Alarme und Benachrichtigungen können an der Anzeigeschnittstelle und Bedienfeldanzeige 32 unabhängig von dem ausgewählten Modus oder aktuellen Betrieb angezeigt werden, um den Benutzer zu informieren. Darüber hinaus kann die Bedienfeldanzeige 32 zusätzliche Eingaben beinhalten, um einem Benutzer zu erlauben, Informationen für ein nicht rechteckiges Sprühmuster und/oder für mehrere Typen von Düsen 22, die mit der Maschine 10 gekoppelt sind, einzugeben.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Die offenbarten Aspekte der Maschine 10 können in beliebigen Maschinen verwendet werden, um die Abgabe von versprühtem Fluid zu unterstützen, und insbesondere, um das Versprühen von Emulsion in einer Asphaltiermaschine zu unterstützen. Während des Betriebs können die Sprühbalken 20 Emulsionsfluid vor dem abgegebenen Belagsmaterial auf die Bodenoberfläche, die von der Maschine 10 befahren wird, abgeben, um die Bindung des Belagsmaterials an der Bodenoberfläche zu unterstützen. Jedoch können unterschiedliche Belagsmaterialien unterschiedliche Emulsionsfluide erfordern, und unterschiedliche Emulsionsfluide können unterschiedliche Eigenschaften beinhalten, etwa Dichte, Viskosität etc., die die Abgaberate des Emulsionsfluids beeinflussen. Darüber hinaus können unterschiedliche Belagseinbau- oder Asphaltierbedingungen (z. B. Temperatur, Feuchtigkeit, Höhe etc.) den Fluss und die Abgaberate eines Emulsionsfluids beeinflussen. Die offenbarten Aspekte der Maschine 10 können verwendet werden, um einem Benutzer zu erlauben, die Abgaberate eines konkreten Emulsionsfluids zu kalibrieren, das unter den konkreten Bedingungen eines spezifischen Asphaltiervorgangs abgegeben werden soll.
Zum Beispiel kann vor Beginn eines Asphaltiervorgangs der Benutzer den Düsenkalibrierungsmodus an der Anzeigeschnittstelle 26 auswählen, die dem Benutzer vorschlägt, das Verfahren 100 durchzuführen. Zum Beispiel kann die Anzeigeschnittstelle 26 den Benutzer auffordern, unter Verwendung der Düsenauswahleingabe 56 und der Sprühdauer-Eingabe 62 eine Düse 22 auszuwählen und eine Dauer für die ausgewählte Düse 22 festzulegen. Der Benutzer kann eine Masse des Emulsionsfluids, die durch die ausgewählte Düse 22 abgegeben wird, sammeln und die Masse an Emulsionsfluid in die Anzeigeschnittstelle 26 eingeben. Der Benutzer kann auch eine Anzahl von Sprühstößen auf eine Bodenoberfläche oder ein Material auf der Bodenoberfläche abgeben, um die Fläche des Sprühmusters 30 zu bestimmen. Der Benutzer kann die Sprühlänge L und die Sprühbreite W des Sprühmusters 30 messen und die Länge L und Breite W in die Anzeigeschnittstelle 26 eingeben. Das ECM 24 kann dann eine Emulsionsfluid-Abgaberate über die Düse 22 als ein Verhältnis der Masse (kg) an Emulsionsfluid zur Fläche des Sprühmusters 30 (m²) bestimmen. Zusätzlich kann, da die Dauer eines jeden Sprühstoßes bekannt ist, das ECM 24 eine Masse (kg) an Emulsionsfluid bestimmen, die für jeden Sprühstoß abgegeben wird. Das ECM 24 kann dann die gemessene Abgaberate verwenden, um jede der Düsen 22 während des Asphaltiervorgangs zu kalibrieren. Zum Beispiel kann das ECM 24 die gemessene Abgaberate mit einer Zielabgaberate vergleichen und einen oder mehrere Parameter der Emulsionsfluidabgabe einstellen. Zusätzlich kann das ECM 24 auf Grundlage von Veränderungen in der Geschwindigkeit und/oder Richtung der Maschine 10 oder in der Breite der Einbaubohle 18 die aktiven Düsen 22, die Frequenz der Sprühstöße einstellen (d. h., die Frequenz der Sprühstöße erhöhen oder herabsetzen), und andere Parameter der Emulsionsfluidabgabe erhöhen oder herabsetzen, um eine konsistente Abgaberate an Emulsionsfluid auf die Bodenoberfläche aufrecht zu erhalten. Somit kann das ECM 24 das Emulsionsfluid genauer und effizienter auf die Bodenoberfläche abgeben, was die Bindung des Belagsmaterials mit der Bodenoberfläche erhöhen kann.
Wenn die Bedingungen oder der Typ des Emulsionsfluids sich während eines Asphaltiervorgangs verändern, kann der Benutzer das Verfahren 100 wiederholen, um die Emulsionsfluid-Abgaberate neu zu kalibrieren. In ähnlicher Weise können, wenn die Emulsionsfluid-Sollabgaberate sich während des Asphaltiervorgangs ändert, die Schritte des Verfahrens 100 wiederholt werden, um sicherstellen zu helfen, dass die Emulsionsfluid-Abgaberate mit der SollAbgaberate in Einklang ist. Das Verfahren 100 kann so oft wie nötig während des Asphaltiervorgangs wiederholt werden, und die Auswahl des Düsenkalibrierungs-Tabs 34F an der Anzeigeschnittstelle 26 und der Bedienfeldanzeige 32 kann den Benutzer auffordern, die Kalibrierungsschritte durchzuführen.
Dem Fachmann ist bekannt, dass verschiedene Modifikationen und Varianten an der offenbarten Maschine gemacht werden können, ohne von dem Schutzbereich der Offenbarung abzuweichen. Weitere Ausführungsformen der Maschine werden dem Fachmann klar sein, wenn er die Beschreibung und praktische Ausführung des hierin offenbarten Steuersystems für eine Asphaltiermaschine in Betracht zieht. Die Beschreibung und die Beispiele sollen als rein beispielhaft betrachtet werden, wobei der wahre Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung durch die folgenden Ansprüche und deren Äquivalente beschrieben wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 9845579 [0003]

Claims

Asphaltiersystem, das Folgendes umfasst: eine Asphaltiermaschine (10) mit: einer Belagsmaterial-Zuführanordnung mit einem Trichter (14), einer Förderbandanordnung, einer Förderschnecke (16) und einer Einbaubohle (18); eine Emulsionsfluid-Abgabeanordnung mit einer Vielzahl von Sprühbalken (20), wobei jeder Sprühbalken (20) eine oder mehrere Düsen (22) beinhaltet; und einem Steuergerät (24) und einer Anzeigeschnittstelle (26), wobei das Steuergerät (24) dazu ausgestaltet ist, Eingaben von der Anzeigeschnittstelle (26) zu empfangen, die auf eine Masse und eine Fläche eines von einer aktiven Düse (22) abgegebenen Emulsionsfluids hinweisen, um die Emulsionsfluid-Abgabeanordnung zu kalibrieren.
Asphaltiersystem nach Anspruch 1, wobei die Anzeigeschnittstelle (26) eine Vielzahl von auswählbaren Funktionen beinhaltet, und wobei eine der auswählbaren Funktionen ein Düsenkalibrierungsmodus ist.
Asphaltiersystem nach Anspruch 2, wobei die Anzeigeschnittstelle (26) dazu ausgestaltet ist, eine oder mehrere Eingaben zu empfangen, um die aktive Sprühdüse (22) auszuwählen.
Asphaltiersystem nach Anspruch 3, wobei die Anzeigeschnittstelle (26) dazu ausgestaltet ist, eine oder mehrere Eingaben in Bezug auf die Emulsionsfluid-Abgabedauer zu empfangen, und wobei das Steuergerät (24) dazu ausgestaltet ist, eine aktive Sprühdüse (22) für die Emulsionsfluid-Abgabedauer zu aktivieren.
Asphaltiersystem nach Anspruch 4, wobei die Anzeigeschnittstelle (26) dazu ausgestaltet ist, eine oder mehrere Eingaben in Bezug auf eine Masse an Emulsionsfluid zu empfangen, die während der Emulsionsfluid-Abgabedauer abgegeben wird.
Asphaltiersystem nach Anspruch 5, wobei das Steuergerät (24) dazu ausgestaltet ist, eine aktive Sprühdüse (22) für einen oder zwei Sprühstöße zu aktivieren, wobei die Anzeigeschnittstelle (26) dazu ausgestaltet ist, eine oder mehrere Eingaben in Bezug auf eine Fläche eines Sprühmusters (30) an Emulsionsfluid, das während der Sprühstöße abgegeben wird, zu empfangen, und wobei das Steuergerät (24) dazu ausgestaltet ist, eine Emulsionsfluid-Abgaberate als Masse pro Fläche zu bestimmen.
Asphaltiersystem nach Anspruch 1, wobei die Vielzahl von Sprühbalken (20) zwei schwenkbare seitliche Sprühbalken (20), zwei hintere Sprühbalken (20), die hinter den Raupenketten (28) oder Rädern (28A, 28B) positioniert sind, und einen zentralen Sprühbalken (20) beinhaltet, der zwischen den Raupenketten (28) oder Rädern (28A, 28B) positioniert ist.
Asphaltiersystem nach Anspruch 7, wobei die Anzeigeschnittstelle (26) jede der Düsen (22) der zwei schwenkbaren seitlichen Sprühbalken (20), der zwei hinteren Sprühbalken (20) und des zentralen Sprühbalkens (20) anzeigt, und wobei die Anzeigeschnittstelle (26) anzeigt, welche Düse (22) die aktive Düse (22) für die Kalibrierung ist.
Asphaltiersystem nach Anspruch 1, wobei die Düsen (22) durch ein oder mehrere Pneumatikventile geöffnet oder geschlossen werden, und wobei das Steuergerät (24) dazu ausgestaltet ist, das Öffnen und Schließen der Düsen (22) durch Steuern der Pneumatikventile zu steuern.
Asphaltiersystem nach Anspruch 1, wobei das Steuergerät (24) in Kommunikation mit einem oder mehreren Maschinengeschwindigkeits- oder Maschinenrichtungssensoren (29) steht, und wobei das Steuergerät (24) dazu ausgestaltet ist, eine Emulsionsfluidabgabe auf Grundlage der erfassten Geschwindigkeit oder Richtung der Maschine (10) einzustellen.