DE102020005204A1

DE102020005204A1 - Verfahren zur Regulierung der Höhenverstellung eines höhenverstellbaren Fahrwerkes einer selbstfahrenden Bodenfräsmaschine, insbesondere einer Straßenfräse, sowie Bodenfräsmaschine

Info

Publication number: DE102020005204A1
Application number: DE102020005204.5A
Authority: DE
Inventors: Jonathan STAHL
Original assignee: Bomag GmbH and Co OHG
Current assignee: Bomag GmbH and Co OHG
Priority date: 2020-08-25
Filing date: 2020-08-25
Publication date: 2022-03-03
Also published as: CN114108433A; US20220064879A1; US11725350B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regulierung der Höhenverstellung eines höhenverstellbaren Fahrwerkes einer selbstfahrenden Bodenfräsmaschine sowie eine Bodenfräsmaschine, insbesondere einer Straßenfräse, mit einem Maschinenrahmen, vorderen und hinteren Fahreinrichtungen, wobei wenigstens eine hintere Fahreinrichtung über eine höhenverstellbare Hubeinrichtung mit dem Maschinenrahmen verbunden ist, einer am Maschinenrahmen gelagerten Fräswalze, einem am Maschinenrahmen angeordneten Rahmenneigungssensor zur Erfassung der Neigung des Maschinenrahmens in Arbeitsrichtung und wenigstens einem an einem relativ zum Maschinenrahmen verstellbaren Bodenkontaktelement angeordneten Bodenkontaktelementneigungssensor zur Erfassung der Neigung des Bodenkontaktelementes in Arbeitsrichtung, sowie einer Steuereinheit, die die wenigstens eine hintere höhenverstellbare Hubeinrichtung in Abhängigkeit von über den Rahmenneigungssensor und den Bodenkontaktelementneigungssensor ermittelten Neigungsdaten steuert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regulierung der Höhenverstellung eines höhenverstellbaren Fahrwerkes einer selbstfahrenden Bodenfräsmaschine, insbesondere einer Straßenfräse, sowie eine Bodenfräsmaschine.
Bodenfräsmaschinen der vorliegenden Art werden üblicherweise im Straßenbau bei Fahrbahnsanierungen und dort speziell zum Abtragen der Straßenoberfläche in einer gewünschten Frästiefe eingesetzt. Dazu ist es bekannt, die in Form einer um eine horizontale und quer zur Arbeitsrichtung rotierbaren Fräswalze ausgebildete Arbeitseinrichtung über eine Höhenverstellung des Maschinenrahmens gegenüber dem Bodenuntergrund in den Bodenuntergrund bis zum Erreichen der gewünschten Frästiefe abzusenken. Dazu kann die Fräswalze, insbesondere innerhalb eines Fräswalzenkastens, an dem Maschinenrahmen der Bodenfräsmaschine gelagert und zusammen mit diesem über geeignete Hubeinrichtungen in vertikaler Richtung verstellbar sein. Solche Hubeinrichtungen können beispielsweise Hubsäulen sein, die auf dem Bodenuntergrund auf stehende Fahreinrichtungen mit dem Maschinenrahmen in Höhen verstellbare Weise verbinden, wie beispielsweise in der DE102010050441A1 beschrieben. Dabei ist es möglich, dass alle der Fahreinrichtungen der Bodenfräsmaschine jeweils über eine Hubeinrichtung mit dem Maschinenrahmen verbunden sind. Dies ist insbesondere bei sogenannten Mittelrotorfräsen der Fall, bei denen die Fräswalze in Maschinenlängsrichtung gesehen zwischen vorderen und hinteren Fahreinrichtungen angeordnet ist. Eine solche Mittelrotorfräse ist beispielsweise in der DE102015016678A1 beschrieben. Es ist allerdings auch bekannt, nur einen Teil der vorhandenen Fahreinrichtungen in höhenverstellbar Weise mit dem Maschinenrahmen zu verbinden, wie es beispielsweise bei sogenannten Heckrotorfräsen möglich ist. Insbesondere derartige Maschinen können entweder nur eine in Bezug auf die Maschinenbreite mittig angeordnete vordere Fahreinrichtungen oder zwei zueinander über eine Pendelachse gelagerte vordere Fahreinrichtungen aufweisen, die insgesamt aber nicht gegenüber dem Maschinenrahmen höhenverstellbar sind. Die Fräswalze ist bei solchen Maschinen auf Höhe der beiden hinteren Fahreinrichtungen im Heckbereich der Maschine angeordnet. Die beiden hinteren Fahreinrichtungen sind jeweils über eine Hubeinrichtung, insbesondere über Hubsäulen, gegenüber dem Maschinenrahmen höhenverstellbar mit diesem verbunden. Insbesondere bei diesen Maschinen ist es ferner bekannt, wenigstens eine der hinteren Fahreinrichtungen schwenkbar zwischen einer vor die Fräswalze vorgeschwenkten inneren Endposition und einer neben die Fräswalze schwenkbaren äußeren Endposition auszugestalten. Eine solche Heckrotorfräse ist beispielsweise in der DE102014010488A1 beschrieben. Rein vorsorglich sei an dieser Stelle ergänzend festgehalten, dass allerdings auch Heckrotorfräsen Hubeinrichtungen sowohl für vordere als auch für hintere Fahreinrichtungen aufweisen können.
Beim Betrieb solcher Bodenfräsmaschinen ist es bekannt, die Höhenverstellung der einzelnen Hubeinrichtungen, beispielsweise zur Aufnahme des Fräsbetriebes und/oder zum Ausheben der Fräswalze aus dem Bodenuntergrund, beispielsweise beim Beenden der Fräsarbeiten und/oder beim Überfahren eines Bodenhindernisses, wie beispielsweise eines Kanaldeckels und/oder einer Straßenkappe, manuell und individuell durch den Bediener der Bodenfräsmaschine vornehmen zu lassen. Dies stellt offensichtlich erhöhte Anforderungen an den Maschinenbediener. Um diesen zu entlasten, ist es beispielsweise aus der EP1924746A1 bekannt, Wegmesssensoren innerhalb der Hubeinrichtung vorzusehen und diese Sensordaten zur Steuerung der Hubverstellung der Bodenfräsmaschine zu nutzen. Ein Ziel derartiger Höhenverstellungen kann das Erreichen und Aufrechterhalten einer gewünschten Frästiefe sein. Eine andere Zielsetzung betrifft allerdings insbesondere auch den Bedien- und Fahrkomfort für den innerhalb des Fahrstandes der Bodenfräsmaschine befindlichen Bediener. So werden insbesondere Schrägstellungen der Maschine (insbesondere gegenüber einer virtuellen Horizontalen), sei es in Quer- oder in Längsrichtung, oder Schaukelbewegungen der Maschine beim Überfahren von Bodenhindernissen als unangenehm vom Bediener empfunden. Es wird daher angestrebt, den Maschinenrahmen bei einer Höhenverstellung der Bodenfräsmaschine möglichst parallel zum Bodenuntergrund und/oder parallel zu einer virtuellen Horizontalen, insbesondere auch horizontalen Ebene, zu halten. Dies ist insbesondere dann herausfordernd, wenn der Fräsbetrieb aufgenommen oder beendet wird und insbesondere die in Arbeitsrichtung hinteren Fahreinrichtungen eine Fräskante überfahren. Auch beim Überfahren von Bodenkanten, wie beispielsweise einer Fräskante, mit den vorderen Fahreinrichtungen, insbesondere beim Rangieren, kann derartige Maschinenbewegungen auslösen. Es geht somit vorliegend auch darum, diese Überfahrbewegung, insbesondere der hinteren und/oder vorderen Fahreinrichtungen, möglichst selbsttätig durch gegenüber den Bodenniveauänderungen gegenläufige Höhenverstellungen zu kompensieren oder zumindest dadurch eine Schaukelbewegung der Maschine zu mindern, um die Horizontallage der Maschine in dieser Betriebssituation aufrecht zu erhalten oder zumindest nur eine möglichst geringe Abweichung zuzulassen.
Insgesamt ist es somit die Aufgabe der Erfindung, den Bedienungskomfort einer gattungsgemäßen Bodenfräsmaschine zu verbessern und bevorzugt gleichzeitig eine Möglichkeit anzugeben, den Maschinenrahmen insbesondere bei Aufnahme und Beendigung des Fräsprozesses möglichst parallel zum Bodenuntergrund zu halten.
Die Lösung der Aufgabe gelingt mit einem Verfahren und einer Bodenfräsmaschine gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regulierung der Höhenverstellung eines höhenverstellbaren Fahrwerkes einer selbstfahrenden Bodenfräsmaschine, insbesondere einer Straßenfräse. Konstruktiv erfasst die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Bodenfräsmaschine einen Maschinenrahmen. Der Maschinenrahmen stellt eine wesentliche Tragstruktur der Bodenfräsmaschine dar. Mit dem Maschinenrahmen verbunden sind vordere und hintere Fahreinrichtungen. Die Fahreinrichtungen können Räder oder Kettenlaufwerke sein. Über die Fahreinrichtungen steht die Bodenfräsmaschine somit auf dem Bodenuntergrund auf. Die Bodenfräsmaschine ist ferner vorzugsweise selbstfahrend ausgebildet. Sie umfasst einen Antriebsmotor, insbesondere einen Dieselmotor, über den die für den Fahr- und Arbeitsbetrieb der Bodenfräsmaschine erforderliche Antriebsenergie erzeugt wird. Wenigstens eine Fahreinrichtung ist über eine höhenverstellbare Hubeinrichtung mit dem Maschinenrahmen verbunden. Dies können eine oder mehrere der vorderen und/oder eine hinteren Fahreinrichtungen sein. Eine solche Hubeinrichtung kann insbesondere eine Hubsäule, beispielsweise umfassend einen in vertikaler Richtung verstellbaren Hydraulikzylinder und/oder geeignete Führungselemente, wie beispielsweise ineinandergreifende Führungshülsen, umfassen. Eine solche Hubeinrichtung ist beispielsweise in der DE102010050441A1 beschrieben. Mithilfe der Höhenverstellung der Hubeinrichtung ist es möglich, die Höhenlage und/oder Neigung des Maschinenrahmens gegenüber dem Bodenuntergrund zu verstellen. Zum Antrieb der vorhandenen Hubeinrichtungen können diese an ein geeignetes Antriebssystem zur Hubverstellung, beispielsweise ein Hydrauliksystem, der Bodenfräsmaschine angeschlossen sein. Die Bodenfräsmaschine umfasst ferner eine am Maschinenrahmen gelagerte Fräswalze. Bei der Fräswalze kann es sich um ein im Wesentlichen hohlzylindrisches Tragrohr handeln, auf dessen Außenmantelfläche eine Vielzahl von in radialer Richtung vorstehenden Meißelwerkzeugen, üblicherweise über geeignete Haltersysteme gelagert, angeordnet ist. Die Fräswalze ist angetrieben und rotiert im Fräsbetrieb um eine horizontale und quer zur Arbeitsrichtung verlaufende Rotationsachse. Die Arbeitsrichtung bezeichnet dabei die Fortbewegungsrichtung der Bodenfräsmaschine im Arbeits- bzw. Fräsbetrieb, üblicherweise die Vorwärtsrichtung. Weitere Elemente der Bodenfräsmaschine können ein Fahrstand, ein Außenbedienstand, eine oder mehrere Materialfördereinrichtungen, wie beispielsweise in der DE102012019016A1 beschrieben, etc. sein.
Für die vorliegende Erfindung wesentlich ist nun, dass die Bodenfräsmaschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ferner einen am Maschinenrahmen angeordneten Rahmenneigungssensor zur Erfassung der Neigung des Maschinenrahmens in Arbeitsrichtung, d.h. der Längsneigung, aufweist. Dabei kann es sich um die Neigung des Maschinenrahmens gegenüber einer virtuellen horizontalen Ebene, im Wesentlichen definiert durch das Schwerkraftfeld, handeln und/oder um eine Neigung gegenüber der Horizontalen des Bodens bzw. der Aufstandsfläche der Bodenfräsmaschine. Es kann ferner aber auch von einer, beispielsweise in einer Ausgangsposition definierten Nulllage eine Ausgangsneigung festgesetzt werden, die Ausgangspunkt für die Feststellung von zukünftigen Neigungsänderungen ist. Dies kann manuell oder automatisch, beispielsweise gekoppelt an ein Auslöseereignis, wie unter anderem das Einfahren einer oder mehrerer Hubeinrichtungen etc., erfolgen. Bei dieser Variante fehlt somit der Außenbezug des Sensors und es sind lediglich Relativlageänderungen bezüglich der Neigung bestimmbar. Die Neigung in Arbeitsrichtung bezeichnet dabei üblicherweise die Längsneigung der Bodenfräsmaschine, insbesondere in Bezug auf die Nulllage. Die Nulllage ist vorzugsweise dadurch definiert, dass die Maschine auf einem ebenen Bodenuntergrund aufsteht und der Fahrstandboden dabei in Arbeitsrichtung gesehen in einer definierten bzw. gewünschten Relativlage zum Bodenuntergrund verläuft, insbesondere möglichst parallel zum Bodenuntergrund. Die Nulllage kann aber auch eine definierte Ausgangslage sein.
Ein weiteres wesentliches Merkmal der für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens heranzuziehenden Bodenfräsmaschine ist ein an einem relativ zum Maschinenrahmen verstellbaren Bodenkontaktelement angeordneter Bodenkontaktelementneigungssensor. Wesentlich für die Auswahl des Anbringungsortes des Bodenkontaktelementneigungssensors ist dabei insbesondere die Anordnung desselben an einem Element der Bodenfräsmaschine, welches relativ zum Maschinenrahmen verstellbar ist und andererseits in seiner Relativlage zum Maschinenrahmen direkt oder indirekt durch die Ausbildung und/oder den Verlauf des Bodenuntergrundes beeinflusst wird. Der Bodenkontaktelementneigungssensor dient zur Erfassung der Neigung des Bodenkontaktelementes in Arbeitsrichtung. Auch hier kann es sich bei der ermittelten Neigung in Arbeitsrichtung um die Neigung des Bodenkontaktelementes gegenüber einer virtuellen horizontalen Ebene, im Wesentlichen definiert durch das Schwerkraftfeld, handeln und/oder um eine Neigung gegenüber der Horizontalen des Bodens bzw. der Aufstandfläche der Bodenfräsmaschine. Es kann ferner aber auch hier von einer beispielsweise in einer Ausgangsposition gesetzten Nulllage eine Ausgangsneigung festgesetzt werden, die Ausgangspunkt für die Feststellung von zukünftigen Neigungsänderungen ist. Bei dieser Variante fehlt somit der Außenbezug des Sensors und es sind lediglich Relativlagenänderungen bezüglich der Neigung bestimmbar. Die Neigung in Arbeitsrichtung bezeichnet auch für den Bodenkontaktelementneigungssensor die Längsneigung, d.h. die Neigung in Maschinenlängsrichtung, insbesondere in Bezug auf die Nulllage. Die Nulllage des Bodenkontaktelementneigungssensors bzw. des Bodenkontaktelementes kann beispielsweise dadurch definiert sein, dass die Bodenfräsmaschine als Ganzes in ihrer definitionsgemäßen Nulllage ist und/oder durch eine gegenüber dem Boden kontaktlose Hängeposition des Bodenkontaktelementes am Maschinenrahmen und/oder bezogen auf eine definierte Ausgangspositionen festgelegt sein. Auch hier ist die Nulllage vorzugsweise dadurch definiert, dass die Maschine auf einem ebenen Bodenuntergrund mit auf dem Bodenuntergrund auf stehenden oder auf fliegendem Bodenkontaktelement aufsteht und der Fahrstandboden dabei in Arbeitsrichtung gesehen in einer definierten bzw. gewünschten relativ Lage zum Bodenuntergrund verläuft, insbesondere möglichst parallel zum Bodenuntergrund. Das Bodenkontaktelement ist bevorzugt schwenkbar gegenüber dem Maschinenrahmen an diesem direkt oder indirekt gelagert, insbesondere schwenkbar um eine horizontale und quer zur Arbeitsrichtung verlaufende Rotationsachse.
Schließlich umfasst die für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehene Bodenfräsmaschine eine Steuereinheit, die die wenigstens eine höhenverstellbare Hubeinrichtung in Abhängigkeit von über den Rahmenneigungssensor und den Bodenkontaktelementneigungssensor ermittelten Neigungsdaten steuert. Die Steuereinheit steuert somit die Hubverstellung der wenigstens Hubeinrichtung der wenigstens einen vorderen oder hinteren Fahreinrichtung. Bevorzugt steuert die Steuereinheit alle vorderen und/oder hinteren Hubeinrichtungen. Besonders bevorzugt ist jede der Fahreinrichtungen über jeweils eine Hubeinrichtung mit dem Maschinenrahmen verbunden. Dazu ist es vorgesehen, dass der Rahmenneigungssensor und der Bodenkontaktelementneigungssensor die von ihnen, insbesondere wegstrecken- und/oder zeitabhängig, ermittelten und überwachten Neigungsdaten an die Steuereinheit übermitteln. Ferner ist die Steuereinheit zur Ausgabe von Steuerbefehlen derart ausgebildet, dass mithilfe dieser Steuerbefehle die Höhenpositionierung der Hubeinrichtung bzw. der Hubeinrichtungen gesteuert werden kann. Die Steuereinheit steuert mit anderen Worten somit, ob die Hubeinrichtung/en ausfahren, in ihrer aktuellen Position gehalten werden oder einfahren.
Die Steuerung der Hubeinrichtung/-en erfolgt dabei erfindungsgemäß unter Berücksichtigung von über geeignete Sensoren ermittelte Neigungsdaten und/oder Neigungsdatenänderungen. Konkret ist es für das erfindungsgemäße Verfahren vorgesehen, dass in einem Schritt A) ein Ermitteln und Überwachen einer Neigung des Maschinenrahmens in Arbeitsrichtung der Bodenfräsmaschine erfolgt. Die Neigung bezeichnet somit die Positionierung der Bodenfräsmaschine bzw. einer an ihr festgelegten, in Arbeitsrichtung verlaufenden Referenzgeraden relativ bzw. im Verhältnis zu einer virtuellen horizontalen Referenzebene, wobei sich der Neigungswinkel konkret aus dem Verlauf einer in Richtung der Längserstreckung in Arbeitsrichtung der Bodenfräsmaschine verlaufenden, festgelegten Referenzgeraden gegenüber der virtuellen horizontalen Ebene, insbesondere definiert durch die Schwerkraft, bestimmen lässt. Neben der Ermittlung einer absoluten Neigung bzw. eines konkreten Neigungswertes umfasst das erfindungsgemäße Verfahren gleichermaßen die Ermittlung und Überwachung einer Veränderung der Neigung des Maschinenrahmens in Arbeitsrichtung. Dazu muss nicht auf absolute Neigungswerte zurückgegriffen werden, sondern dies kann auch auf zueinander relative Neigungsveränderungen bezogen werden. Für das erfindungsgemäße Verfahren ist es ferner vorgesehen, dass das Ermitteln und Überwachen einer Neigung des Bodenkontaktelementes und/oder einer Veränderung der Neigung des Bodenkontaktelementes in Arbeitsrichtung der Bodenfräsmaschine erfolgt. Auch für die Neigung des Bodenkontaktelementes gilt, dass sich diese auf eine in Arbeitsrichtung der Bodenfräsmaschine vom Bodenkontaktelement definierte Referenzgerade, beispielsweise dessen Längserstreckung in Arbeitsrichtung der Bodenfräsmaschine, und dessen Winkellage zu einer virtuellen horizontalen Referenzebene beziehen kann. Diese über den Rahmenneigungssensor und den Bodenkontaktelementneigungssensor ermittelten Neigungsdaten können von der Steuereinheit zum Steuern der Höhenverstellung der Hubeinrichtung herangezogen werden.
Ergänzend oder alternativ zum Schritt A) kann es für das erfindungsgemäße Verfahren auch vorgesehen sein, dass in einem Schritt B) ein Ermitteln und Überwachen einer Neigungsdifferenz zwischen der Neigung des Maschinenrahmens und/oder einer Veränderung der Neigung des Maschinenrahmens in Arbeitsrichtung und einer Neigung des Bodenkontaktelementes und/oder einer Veränderung der Neigung des Bodenkontaktelementes in Arbeitsrichtung erfolgt. Bei dieser erfindungsgemäßen Verfahrensalternative wird somit dem Maschinenrahmen und dem Bodenkontaktelement, beispielsweise durch den Bediener, jeweils eine Nulllage bzw. Ausgangslage der beiden Elemente zugewiesen und im Folgenden die relative Änderung dieser Nulllagen bzw. Ausgangslagen zueinander verfolgt. Dies kann beispielsweise durch die Steuereinheit auf Grundlage der mittels des Bodenkontaktelementneigungssensors und des Rahmenneigungssensors ermittelten Neigungsdaten und/oder Neigungsdatenänderungen des Maschinenrahmens und des Bodenkontaktelementes, wie vorstehend beschrieben, erfolgen.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst schließlich in einem Schritt C) ein Steuern der Hubverstellung der wenigstens einen Hubeinrichtung der wenigstens einen Fahreinrichtung, die über die wenigstens eine Hubeinrichtung mit dem Maschinenrahmen verbunden ist, in Abhängigkeit der ermittelten und überwachten Neigungsdaten und/oder Veränderungen der Neigungsdaten des Maschinenrahmens und des Bodenkontaktelementes und/oder in Abhängigkeit von der Neigungsdifferenz. Insbesondere die Hubsteuerung wenigstens einer hinteren Fahreinrichtung oder beider hinteren Fahreinrichtungen ist vorliegend insoweit besonders relevant, als dass die vorderen Fahreinrichtungen sich üblicherweise auf dem ungefrästen Bodenuntergrund bewegen. Die in Arbeitsrichtung hinteren Fahreinrichtungen laufen dagegen häufig, insbesondere bei sogenannten Mittelrotorfräsen, im in vertikaler Richtung um die Frästiefe tiefer liegenden Fräsbett. Zu Beginn des Fräsprozesses müssen die hinteren Fahreinrichtungen dazu über die Anfangsfräskante (Eintauchfräskante) hinweg in das Fräsbett einfahren und beim Beenden des Fräsprozesses über die Endfräskante (Austauchfräskante) aus dem Fräsbett ausfahren. Insbesondere diese beiden Vorgänge werden vom Bediener einer Bodenfräsmaschine häufig dann als unangenehm empfunden, wenn dieses Überfahren der jeweiligen Fräskante durch die mindestens eine hintere Fahreinrichtungen bei starrer Hubeinrichtung erfolgt, so das sich die Relativlage des Maschinenrahmens bezüglich seiner Neigung in Arbeitsrichtung deutlich ändert, Insbesondere zu Beginn des Fräsprozesses wirkt sich das Einfahren der wenigstens einen hinteren Fahreinrichtungen in das Fräsbett zudem auf die Frästiefe der Fräseinrichtung aus, wenn dies durch eine Verstellung der Hubeinrichtung nicht in entsprechender Weise kompensiert wird. Hierzu ist es erfindungsgemäß nun vorgesehen, dass insbesondere das Überfahren der Anfangsfräskante und der Endfräskante einer Frässpur durch die wenigstens eine hintere Fahreinrichtung von der Steuereinheit auf Grundlage der über den Rahmenneigungssensor und den Bodenkontaktelementneigungssensor gewonnenen Daten ermittelt und in entsprechender Weise durch Ein- und/oder Ausfahren der Einrichtung insoweit kompensiert wird, als dass die Lage des Maschinerahmens bezüglich seiner Längserstreckung in Arbeitsrichtung der Bodenfräsmaschine und damit die Eingriffstiefe der Fräswalze in den Bodenuntergrund idealerweise im Wesentlichen konstant gehalten wird. In vertikaler Richtung gesehen ist es somit insbesondere vorgesehen, dass die Steuereinheit durch Ein- und/oder Ausfahren der Hubeinrichtung(-en) die an der Eintritts- und/oder Austrittsfräskante vorliegende Frästiefe derart kompensiert, dass die Maschinenrahmenbewegungen in vertikaler Richtung beim Überfahren dieser Kanten möglichst gering sind. Dies erfolgt erfindungsgemäß unter Rückgriff auf über den Rahmenneigungssensor und den Bodenkontaktelementneigungssensor gewonnene Neigungsdaten. Diese werden insbesondere dazu herangezogen, das Überfahren einer Fräskante der wenigstens einen hinteren Fahreinrichtungen zu detektieren, zu identifizieren und insoweit das Ein- und Ausfahren so weit zu regulieren, dass die Maschinenrahmenbewegung in vertikaler Richtung möglichst verringert wird. Es ist ergänzend oder alternativ auch möglich, dass eine Regelung der vorderen Hubeinrichtung/-en durchgeführt wird, beispielsweise insbesondere dann, wenn die Fräswalze in den Bodenuntergrund bei Aufnahme des Fräsprozesses abgesenkt wird. Dies kann, insbesondere für Heckrotorfräsen, durch ein, beispielsweise manuell oder automatisch gesteuertes, Einfahren zunächst der hinteren Hubeinrichtungen erfolgen. Dadurch neigt sich der Maschinenrahmen nach hinten, wohingegen die vorderen Fahreinrichtungen ihre Neigungslage nicht ändern. Ist die gewünschte Frästiefe erreicht, können nun die vorderen Hubeinrichtungen ebenfalls eingefahren und damit nachgeführt werden, bis der Maschinenrahmen wieder seine Ausgangsneigung eingenommen hat. In diesem Fall umfassen somit beispielsweise wenigstens eine der vorderen Fahreinrichtungen und/oder ein Seitenschild einen Neigungssensor. Die vorstehend beschriebenen Verfahrensschritte können auch inkrementell ablaufen, d.h. insoweit schrittweise, als dass bei Erreichen einer festgelegten Neigungsänderung zunächst ein Nachführen der jeweiligen Hubeinrichtungen erfolgt und nicht erst beim Erreichen der Endposition einer der Hubeinrichtungen.
Ergänzend oder alternativ können diese Schritte auch grenzwertabhängig ablaufen. Dies ist vorliegend so zu verstehen, dass beim Überschreiten eines Neigungsgrenzwertes automatisch Maßnahmen von der Steuereinheit eingeleitet werden, die einer betragsmäßigen Vergrößerung des jeweiligen Neigungswertes entgegenwirken. In einem konkreten Beispiel kann es in diesem Zusammenhang beispielsweise vorgesehen sein, dass bei einer Bodenfräsmaschine die vorderen Hubsäulen zum Eintauchen der Fräswalze in den Bodenuntergrund eingefahren werden. Dadurch neigt sich die Bodenfräsmaschine mit ihrem Maschinenrahmen vorn nach unten. Wird nun ein definierter bzw. beispielsweise in der Steuereinheit hinterlegter Neigungsgrenzwert betragsmäßig überschritten, kann dies ein gleichzeitiges Einfahren auch der hinteren Hubsäulen durch die Steuereinheit auslösen. In dieser Phase werden somit die vorderen und die hinteren Hubeinrichtungen gleichzeitig und parallel zueinander, idealerweise mit gleich Einfahrgeschwindigkeit, eingefahren, so dass sich der Maschinenrahmen in dieser Betriebsphase ohne weitere Änderung der Maschinenrahmenneigung absenkt. In diesem Fall werden die hinteren Hubeinrichtungen somit automatisch und selbsttätig den, beispielweise manuell oder über ein Steuerprogramm gesteuerten vorderen Hubeinrichtungen nachgeführt. Die vorderen Hubeinrichtungen sind in diesem Fall somit die führenden Hubeinrichtungen, die hinteren Hubeinrichtungen die nachgeführten Hubeinrichtungen. Gelangen die vorderen Hubeinrichtungen in ihre Einfahrendposition, fahren die hinteren, den vorderen Hubeinrichtungen nachgeführten Hubeinrichtungen nachträglich idealerweise noch soweit ein, bis die Ausgangsneigung, beispielsweise parallel zum Bodenuntergrund, das Maschinenrahmens wieder erreicht wird. Die Hubverstellung der nachgeführten Hubeinrichtungen erfolgt somit in Abhängigkeit der Maschinenrahmenlängsneigung, wohingegen die Hubverstellung der führenden Hubeinrichtungen nach anderen Kriterien erfolgt, wie beispielsweise einer manuellen Hubverstellung und/oder automatisch in Abhängigkeit einer vorgegebenen zu erreichenden Frästiefe. Das Bodenkontaktelement ändert in diesem Betriebsbeispiel seine Neigungslage nicht. Es ist auch möglich, dass eine Höhenverstellung der hinteren Hubeinrichtungen eine Höhenverstellung der vorderen Hubeinrichtungen leitet bzw. dass die vorderen Hubeinrichtungen den hinteren Hubeinrichtungen beim Überschreiten eines Längsneigungsgrenzwertes des Maschinenrahmens nachgeführt werden, wie vorstehend beschrieben. Es kann auch vorgesehen sein, dass die nachgeführten Hubeinrichtungen bezüglich ihrer Hubverstellungsgeschwindigkeit etwas schneller als die führenden Hubeinrichtungen verstellt werden. Dadurch wird bezüglich der aktuellen Hubverstellung der führenden und der nachgeführten Hubeinrichtungen eine Art „Einholeffekt“ erreicht, wodurch Phasen von Hubverstellungen „nur vorn“ oder „nur hinten“ erneut verkürzt werden können.
Der Neigungsgrenzwert wird erfindungsgemäß so klein wie möglich gewählt, um den Zeitversatz zwischen der Höhenverstellung nur den vorderen oder nur den hinteren Hubeinrichtungen im Vergleich zum gleichzeitigen Verfahren der vorderen und der hinteren Hubeinrichtungen möglichst gering zu halten. Gleichzeitig wird der Neigungsgrenzwert aber auch so groß gewählt, um eine gewisse Systemträgheit zu erreichen und damit ein hyperreaktives Verhalten der neigungsabhängigen Höhenverstellung zu vermeiden. Ein besonders bevorzugter Neigungsgrenzwert der Maschinenrahmenlängsneigung ist beispielsweise vom Betrag her >1°, insbesondere >1,5°, und/oder <5°, insbesondere kleiner 3°, gegenüber einer Nulllage.
Eine zumindest übergangsweises gleichzeitiges Ein- oder Ausfahren der Hubeinrichtungen, insbesondere mithilfe der vorstehend beschriebenen grenzwertbasierten Längsneigungssteuerung, ist bei stehender Bodenfräsmaschine möglich, allerdings auch im Fahrbetrieb, beispielsweise beim Überfahren eines Bodenhindernisses, sinnvoll und von der Erfindung mit umfasst. Letztlich können über das Zusammenspiel des Maschinenrahmenneigungssensors mit dem Bodenkontaktelementneigungssensor bestimmte Betriebssituationen identifiziert werden, beispielsweise im Fahrbetrieb das Überfahren eines Bodenhindernisses. Über den Maschinenrahmenneigungssensor, die Festlegung eines Neigungsgrenzwertes und einem grenzwertbasierten gleichzeitigen Nachführen der jeweils anderen Hubeinrichtungen (vorne oder hinten) kann dazu gleichzeitig eine zumindest im Wesentlichen parallele Ausrichtung der Maschinenrahmens gegenüber der Nulllage auch beim Überfahren eines Bodenhindernisses aufrecht erhalten werden. Dies wird von einem Fahrer der Bodenfräsmaschine als besonders angenehm empfunden, da Schaukelbewegungen der Maschinen damit deutliche reduziert werden können. Es ist daher bevorzugt, wenn das Steuern der Hubverstellung der Hubeinrichtung einer vorderen Fahreinrichtung gleichzeitig mit der Hubverstellung einer hinteren Fahreinrichtung erfolgt oder umgekehrt.
Die Ermittlung der über den Bodenkontaktelementneigungssensor zu gewinnenden Neigungsdaten kann auf unterschiedliche Arten und Weisen erfolgen. Es ist jedoch bevorzugt, wenn das Ermitteln der Neigung und/oder der Veränderung der Neigung des Bodenkontaktelementes und/oder der Neigungsdifferenz ein Ermitteln der Neigung und/oder der Veränderung der Neigung eines Kettenlaufwerkes und/oder eines Seitenschildes umfasst, insbesondere in Bezug auf eine Längs- und/oder Referenzachse, die in Arbeitsrichtung der Bodenfräsmaschine verläuft. Bei der Verwendung eines Kettenlaufwerkes ist zu berücksichtigen, dass dieses üblicherweise eine zwischen einem Antriebsrad und einem Führungsrad verlaufende Längserstreckung aufweist. Ein solches Kettenlaufwerk ist bei Bodenfräsmaschinen daher üblicherweise über ein Schwenkgelenk um eine horizontale und quer zur Arbeitsrichtung verlaufende Achse schwenkbar an der Hubeinrichtung angelenkt. Dies ist beispielsweise in der DE102014000236A1 offenbart, auf die hiermit erläuternd Bezug genommen wird. Das Schwenkgelenk ermöglicht es, dass das Kettenlaufwerk relativ zur Hubeinrichtung und damit auch relativ zum Maschinenrahmen bezüglich seiner in Arbeitsrichtung bzw. Längsrichtung verlaufenden Neigung verstellbar ist. Die aktuelle Schwenklage des Kettenlaufwerkes wird dabei insbesondere auch von den vorliegenden Bodengegebenheiten vorgegeben. Ein Seitenschild bezeichnet dagegen üblicherweise einen an einem Fräswalzenkasten stirnseitig zur Fräswalze angeordneten Abschirmschild, mit dessen Hilfe beispielsweise ein in axialer Richtung verlaufender Materialaustritt aus dem Innenraum des Fräswalzenkastens verhindert wird. Es ist dazu vorgesehen, dass der Seitenschild im Fräsbetrieb auf dem Bodenuntergrund aufliegt und schwimmend mit der übrigen Maschine mitgezogen wird. Dazu ist der Seitenschild üblicherweise höhenverstellbar und schwenkbar relativ zum Maschinenrahmen gelagert. Insoweit hängt auch die aktuelle Schwenk- bzw. Neigungslage des Seitenschildes insbesondere von den vorliegenden Bodengegebenheiten ab. Sowohl das Kettenlaufwerk als auch der Seitenschild sind somit in Abhängigkeit von den Bodengegebenheiten gegenüber dem Maschinenrahmen relativ zu diesem verstellbar, insbesondere rotierbar, und bezüglich ihrer Relativneigung in Arbeitsrichtung bzw. zur Längserstreckung des Maschinenrahmens variabel. Es ist daher erfindungsgemäß bevorzugt, wenn die für die Steuerung der Hubeinrichtung erfindungsgemäß erforderlichen Neigungsdaten des Bodenkontaktelementneigungssensors mithilfe eines Neigungssensors gewonnen werden, der derart angeordnet ist, dass er Daten zur Neigung bzw. Neigungsänderung des Kettenlaufwerke und/oder des Seitenschildes in Arbeitsrichtung der Bodenfräsmaschine, insbesondere relativ zum Maschinenrahmen, liefert. Dazu kann es vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Neigungssensor direkt am mindestens einen hinteren Kettenlaufwerk oder am Seitenschild der Bodenfräsmaschine angeordnet ist. Es sind allerdings auch Bestimmungsverfahren möglich, bei denen der Neigungssensor beispielsweise am Maschinenrahmen angeordnet ist und per Abstandsmessung Neigungsdaten des Seitenschildes und/oder des mindestens einen hinteren Kettenlaufwerkes ermittelt. Dies kann beispielsweise über einen Abstandsmessung von einem Fixpunkt, beispielsweise des Maschinenrahmens, eine Fahrkonsole, einer Hubeinrichtung, dem Fräswalzenkasten etc., zu zwei in Längsrichtung zueinander beabstandeten Punkten am Bodenkontaktelement erfolgen.
Es ist vorteilhaft, wenn das Ermitteln und Überwachen gemäß den Schritten a) und/oder b) wegstrecken- und/oder zeitabhängig erfolgt. Wegstreckenabhängig bedeutet, dass die Steuereinheit über den Rahmenneigungssensor und/oder den Bodenkontaktelementneigungssensor ermittelte Neigungsdaten und/oder deren Veränderung in Bezug zu einer von der Bodenfräsmaschine zurückgelegten Wegstrecke setzt. Diese kann beispielsweise über eine Wegstreckenmesseinrichtung ermittelt werden, die hierzu beispielsweise eine optische Wegstreckenmesseinrichtung, beispielsweise zur optischen Wegstreckenmessung über Grund, und/oder eine an wenigstens einer der Fahreinrichtungen angeordnete Wegstreckenmesseinrichtung, wie beispielsweise einen Drehzahlsensor, umfassen kann. Mithilfe der Verknüpfung der Neigungsdaten und/oder deren Veränderung mit Wegstreckendaten gelingt es beispielsweise besonders zuverlässig, eine dem Abstand der Fräswalze zur wenigstens einen hinteren Fahreinrichtungen in Arbeitsrichtung entsprechende zurückgelegte Wegstrecke zu überwachen, was beispielsweise die Identifikation des Überfahrens der Eintritts- und/oder Austrittsfräskante erleichtern kann. Ergänzend oder alternativ ist auch eine zeitabhängige Verknüpfung der ermittelten Neigungsdaten und/oder deren Veränderung möglich und bevorzugt. Eine zeitabhängige Verknüpfung bedeutet somit insbesondere, dass Neigungsdaten und/oder deren Veränderung zeitabhängig von der Steuereinheit berücksichtigt werden. Dies erleichtert beispielsweise die Zuordnung von Neigungsänderungen zu Höhenverstellbewegungen von Hubeinrichtungen, insbesondere bei einer im Stillstand befindlichen Bodenfräsmaschine, wie es beispielsweise beim Absenken der Fräswalze zu Beginn eines Fräsvorgangs und/oder beim Ausheben der Fräswalze aus dem Bodenuntergrund beim Überfahren eines Bodenhindernisses der Fall sein kann. Es versteht sich, dass zur zeitabhängigen Zuordnung die Steuereinheit eine geeignete Zeiterfassungseinrichtung, wie beispielsweise ein Timermodul oder Ähnliches, umfassen kann.
Um von dem Rahmenneigungssensor und/oder von dem/den Bodenkontaktelementneigungssensor/en ermittelte Neigungsdaten und/oder deren Veränderung möglichst präzise bestimmten Einsatzsituationen zuordnen zu können, ist es vorteilhaft, wenn zum Steuern der Hubverstellung ferner weitere Betriebszustände, insbesondere überwacht über geeignete Sensoren, abgefragt und überwacht werden. Besonders vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang beispielsweise, wenn ergänzend ein Ermitteln eines Betriebszustandes der Fräswalze erfolgt. Dies betrifft insbesondere eine Prüfung dahingehend, ob die Fräswalze aktuell stillsteht oder um ihre Rotationsachse rotiert, was beispielsweise mithilfe eines geeigneten Drehzahlsensors an der Fräswalze überwachbar ist. Ergänzend oder alternativ kann auch ein im Antriebsstrang vom Antriebsmotor zur Fräswalze hin befindliches Antriebselement auf eine Antriebsbewegung hin überwacht werden, wie beispielsweise ein Element eines Riemengetriebes, eines Planetengetriebes, einer Antriebshydraulikpumpe, eines Antriebshydraulikmotors etc. Mithilfe dieser Information kann beispielsweise unterschieden werden, ob sich die Bodenfräsmaschine aktuell im Fräsbetrieb oder beispielsweise in einem Transportbetrieb befindet, bei dem sich die Bodenfräsmaschine zwar über den Bodenuntergrund bewegt, die Fräswalze aber außer Eingriff mit dem Bodenuntergrund steht. Ergänzend oder alternativ kann es auch vorgesehen sein, dass ein Ermitteln eines Betriebszustandes wenigstens einer der Fahreinrichtungen erfolgt. Dies ermöglicht insbesondere eine Prüfung dahingehend, ob sich die Bodenfräsmaschine aktuell in einem stillstehenden oder in einem fahrenden Zustand befindet. Geeignete Sensoren hierzu können beispielsweise Drehzahlsensoren an den Fahreinrichtungen und/oder den Bodenuntergrund („über Grund“) erfassende optische Einrichtungen, wie beispielsweise Scanner und/oder Videokameras etc. sein. Weiter vorteilhaft kann es sein, wenn ergänzend oder alternativ ein Ermitteln des Betriebszustandes des Antriebsmotors, insbesondere eines Diesel-, eines Elektro- oder eines Hydraulikmotors, erfolgt. Je nach Maschinenkonfiguration kann hierzu beispielsweise zwischen einem Hauptbetriebsmodus und einem Wartungsbetriebsmodus, zu dem beispielsweise nur eingeschränkte Maschinenfunktionalitäten zur Verfügung stehen, diskriminiert werden. Dies kann insbesondere dazu herangezogen werden, um zwischen hinnehmbaren bzw. durch die Steuereinheit nicht zu kompensierenden Neigungsänderungen, wie beispielsweise teilweise im Wartungsbetrieb, und nicht hinnehmbaren bzw. zu kompensierenden Neigungsänderungen, wie beispielsweise im Fräs-und/oder Transportbetrieb, zu unterscheiden. Weiter ergänzend oder alternativ kann auch ein Ermitteln des Hubzustandes einer Hubeinrichtung einer oder mehrerer vorderer Fahreinrichtungen und/oder aller Hubeinrichtungen vorgesehen sein. Dazu können geeignete Wegmesseinrichtungen, wie beispielsweise kapazitive Sensoren, Seilzugsensoren etc., die ein mit der aktuellen Höhenverstellung der jeweiligen Hubeinrichtung korrespondierendes Signal liefern, vorgesehen sein. Derartige Messeinrichtungen sind beispielsweise in der DE102010050441 A1 beschrieben. Weiter ergänzend oder alternativ können auch Bedieneingaben hier herangezogen werden. Beispielsweise ist es möglich, eine manuell betätigte Hubverstellung der vorderen oder der hinteren Hubeinrichtungen über eine Detektion der entsprechenden Bedieneingabe zu ermitteln und auf dieses Weise Neigungsänderungen des Maschinenrahmens diesem Ereignis zuzuordnen.
Grundsätzlich ist es möglich, dass die Bodenfräsmaschine insgesamt nur eine einzige hintere oder vordere Fahreinrichtung umfasst oder aber zwei hintere und/oder vordere Fahreinrichtungen aufweist, wobei eine Neigungsermittlung in Längsrichtung, wie vorstehend beschrieben, nur einfach erfolgen kann, beispielsweise in Bezug auf die Breite der Maschine in einem Seitenbereich der Bodenfräsmaschine oder mittig. Es kann aber auch vorteilhaft sein, wenn die Ermittlung von Neigungsdaten zur Längsneigung wie vorstehend beschrieben, insbesondere gleichzeitig, an mehreren Stellen, insbesondere jeweils im Bereich der einander gegenüberliegenden Seiten der Bodenfräsmaschine, beispielsweise jeweils an zwei hinteren Fahreinrichtungen oder an zwei einander gegenüberliegenden Seitenschilden erfolgt. Mit anderen Worten: Es ist bevorzugt, wenn das Ermitteln und Überwachen der Neigung und/oder der Veränderung der Neigung und/oder der Neigungsdifferenz gemäß den Schritten A) und/oder B) getrennt voneinander beidseits der Bodenfräsmaschine erfolgt, ganz besonders parallel und gleichzeitig. Dies betrifft insbesondere die Ermittlung der Neigungsdaten über den Bodenkontaktelementneigungssensor. Ein besonderer Vorteil dieser bevorzugten Weiterbildung liegt darin, dass, beispielsweise bei Vorhandensein von zwei hinteren oder zwei vorderen Fahreinrichtungen, die Hubpositionen beider jeweils eine der Fahreinrichtungen mit dem Maschinenrahmen verbindenden Hubeinrichtungen in die vorliegende Steuerung mit eingebunden werden kann. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn eine Betriebssituation vorliegt, bei der die beiden hinteren oder vorderen Fahreinrichtungen nicht auf einer gemeinsamen Oberfläche bzw. auf gleicher Höhe laufen, wie es beispielsweise dann der Fall sein kann, wenn an einer in Arbeitsrichtung verlaufenden Fräskante und/oder an einem sich in Arbeitsrichtung erstreckenden Hindernis, wie beispielsweise einem Bordstein, entlang gefräst wird. Eine solche Situation kann beispielsweise besonders dann auftreten, wenn es sich bei der Bodenfräsmaschine um eine sogenannte Heckrotorfräse handelt, bei der eine oder beide der hinteren Fahreinrichtungen axial stirnseitig zur Fräswalze laufen können. Ergänzend oder alternativ kann dies insbesondere auch dann vorteilhaft sein, wenn die beiden vorderen oder die beiden hinteren Fahreinrichtungen nicht auf einer gemeinsamen Höhe positioniert sind bzw. ihre Drehachsen nicht koaxial zueinander verlaufen, wie es ebenfalls beispielsweise bei Heckrotorfräsen mit einschwenkbarem hinteren Stützrad der Fall sein kann, wie in der DE102010050441A1 beschrieben.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann ferner dahingehend weitergebildet werden, dass die gewonnenen Neigungsdaten zur Kippkontrolle der Bodenfräsmaschine genutzt werden, was insbesondere insoweit vorteilhaft ist, als dass gattungsgemäße Bodenfräsmaschinen häufig einen vergleichsweise hoch liegenden Schwerpunkt aufweisen. In Bezug auf wenigstens eine absolute Neigung und/oder die Veränderung der Neigung und/oder die Neigungsdifferenz kann daher bevorzugt ein Grenzwert hinterlegt und von der Steuereinheit auf ein Über- und/oder Unterschreiten überwacht werden. In einem weiteren Schritt ist es dann für den Fall eines Über- oder Unterschreitens dieses Grenzwertes vorgesehen, dass durch die Steuereinheit Maßnahmen eingeleitet werden, die einem Kippen der Bodenfräsmaschine entgegenwirken. Dies kann beispielsweise in einer einfachsten Variante darin bestehen, dass eine optische und/oder akustische Warnmeldung an den Bediener ausgegeben wird. Ergänzend oder alternativ kann die Steuereinheit einen Notstopp dahingehend auslösen, dass Maschinenbewegungen, beispielsweise der Maschinenvortrieb, Höhenverstellmaßnahmen etc., gestoppt und vorerst unterbunden werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Steuereinheit selbsttätig durch Verstellung beispielsweise vorhandener Hubeinrichtungen in eine Richtung, die dem bestehenden Kipprisiko entgegenwirken, aktive Maßnahmen zu Kippverhinderung einleitet. Ergänzend oder alternativ können auch Anhängebauteile, wie beispielsweise ein Außenförderband, von der Steuereinheit in solch einer Situation selbsttätig in eine dem Kipprisiko entgegen wirkende Positionierung dirigiert werden.
Es ist bevorzugt, wenn die Steuereinheit auf der Grundlage wenigstens eines Betriebsparameters der Bodenfräsmaschine und einer ermittelten und überwachten Neigung und/oder Veränderung der Neigung und/oder der Neigungsdifferenz eine Plausibilitätskontrolle dahingehend durchführt, ob die Änderung der Neigung und/oder der Neigungsdifferenz mit einem Fräsprozess assoziiert ist oder nicht. Die Plausibilitätskontrolle bezeichnet somit eine Prüffunktion, die die von der Steuereinheit auf Grundlage der verfügbaren Neigungsdaten getroffenen Schlussfolgerungen mithilfe wenigstens eines Betriebsparameters der Bodenfräsmaschine auf Plausibilität hin prüft. Beispielsweise kann eine solche Plausibilitätskontrolle bei der Detektion des Überfahrens einer Anfangs- oder Endfräskante durch eine Abfrage des Betriebsparameters „Fahrfunktion“ erfolgen. Steht die Bodenfräsmaschine in solch einer Situation still, ist die Schlussfolgerung der Steuereinheit, dass aktuell eine Fräskante überfahren wird, nicht plausibel. Dies kann Folgemaßnahmen auslösen, wie beispielsweise die entsprechende Anzeige an den Bediener, Stoppfunktionen etc. Befindet sich die Bodenfräsmaschine dagegen gerade in einem Bewegungszustand, ist die Schlussfolgerung der Steuereinheit, dass aktuell eine Eintritts- oder Austrittsfräskante bzw. eine Anfangs- oder Endfräskante von der Bodenfräsmaschine überfahren wird, plausibel. Ergänzend oder alternativ kann beispielsweise der Betrieb der Fräswalze als ergänzender Betriebsparameter abgefragt werden. Schlussfolgert die Steuereinheit auf Grundlage der verfügbaren Neigungsdaten, dass sich die Bodenfräsmaschine im Arbeitsbetrieb bzw. Fräszustand befindet, kann dies durch eine Abfrage des Betriebszustandes der Fräswalze als plausibel bestätigt werden, wenn die Fräswalze tatsächlich im Drehzustand ist, oder als nicht plausibel klassifiziert werden, wenn die Fräswalze aktuell stillsteht. Für die Durchführung dieser Plausibilitätskontrolle durch die Steuereinheit kann diese somit insbesondere auch derart ausgebildet sein, dass sie dazu neben Neigungsdaten auf weitere Messdaten von Betriebszustandssensoren zurückgreift, wie beispielsweise eines Drehzahlsensors, der die Drehbewegung der Fräswalze und/oder einer der Fahreinrichtungen, detektiert etc. Auch die Überwachung von Bedieneingaben kann hier mit einfließen.
Die Steuereinheit kann somit bevorzugt einen Regelkreis umfassen, auf dessen Grundlage mithilfe der ermittelten und überwachten Neigung/-en und/oder Veränderung der Neigung/-en und/oder der Neigungsdifferenz bzw. der entsprechenden -daten der Maschinenrahmen möglichst parallel zum Bodenuntergrund gehalten wird. Dazu kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass der Regelkreis als Führungsgröße eine definierte, beispielsweise parallele, Ausrichtung zum Bodenuntergrund, insbesondere beispielsweise des Fahrstandes, aufweist. Ergänzend oder alternativ kann dies auch auf eine, insbesondere frei wählbare, definierte Ausgangslage gegenüber dem Bodenuntergrund bezogen sein, die beispielsweise manuell durch den Fahrer zu Beginn eines Arbeitsvorgangs festgelegt wird. Es besteht auch die Möglichkeit, die Ausrichtung des Maschinenrahmens gegenüber einem vom Maschinenrahmen ausgehenden Instrumentenhorizont zu regeln. Die Längsneigung des Maschinenrahmens und insbesondere des Fahrstandes soll somit relativ zum Bodenuntergrund möglichst konstant gehalten werden. Änderungen der Längsneigungsausrichtung der Bodenfräsmaschine können insbesondere über den Rahmenneigungssensor und/oder das Neigungsverhältnis der über den Rahmenneigungssensor und über den Bodenkontaktelementneigungssensor ermittelten Neigungsdaten ermittelt werden. Auftretenden Abweichungen insbesondere in Bezug auf die Längsneigung des Maschinenrahmens, die beispielsweise aufgrund von Änderungen des Bodenprofils auftreten, wie beispielsweise beim Überfahren einer Fräskante etc., kann über eine geregelte Verstellung der wenigstens einen Hubeinrichtung durch die Steuereinheit gezielt entgegengewirkt werden. Die Hubverstellung erfolgt dabei dahingehend, dass der auftretenden Neigungsänderung hin zum Ausgangswert entgegengewirkt wird. Ferner ist es möglich, dass hierzu auf die Messsignale mehrerer Neigungssensoren zurückgegriffen werden, beispielsweise an verschiedenen Stellen des Maschinenrahmens, an den Fahreinrichtungen etc. Dies erlaubt insbesondere einer feiner detaillierte Plausibilitätskontrolle, wie vorstehend bereits beschrieben.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine selbstfahrende Bodenfräsmaschine, insbesondere Straßenfräse. Eine solche Bodenfräsmaschine umfasst einen Maschinenrahmen, vordere und hintere Fahreinrichtungen, wobei wenigstens eine Fahreinrichtung, insbesondere die hinteren und/oder die vorderen Fahreinrichtungen, über eine höhenverstellbare Hubeinrichtung mit dem Maschinenrahmen verbunden ist, eine am Maschinenrahmen gelagerte Fräswalze, einen am Maschinenrahmen angeordneten Rahmenneigungssensor, der derart ausgebildet ist, dass er die Neigung und/oder die Neigungsänderung des Maschinenrahmens in Arbeitsrichtung erfasst und überwacht, d.h. die Längsneigung der Bodenfräsmaschine, einen an einem relativ zum Maschinenrahmen verstellbaren Bodenkontaktelement angeordneten Bodenkontaktelementneigungssensor, der derart ausgebildet ist, dass er die Neigung und/oder die Neigungsänderung des Bodenkontaktelementes in Arbeitsrichtung erfasst und überwacht, d.h. insbesondere in Richtung der Längsachse des Maschinenrahmens, sowie eine Steuereinheit, die zur Steuerung der Höhenverstellung der wenigstens einen höhenverstellbaren Hubeinrichtung ausgebildet ist, wobei die Steuereinheit die Höhenverstellung der Hubeinrichtung in Abhängigkeit von über den Rahmenneigungssensor und den Bodenkontaktelementneigungssensor ermittelte und/oder überwachte Neigungsdaten steuert. Die Neigung wird dabei bevorzugt gegenüber einer virtuellen Horizontalebene ermittelt, insbesondere einem an der Bodenfräsmaschine positionierten Instrumentenhorizont. Zur weiteren Erläuterung wird an dieser Stelle ausdrücklich auf die zum erfindungsgemäßen Verfahren angeführten Ausführungen Bezug genommen. Entsprechend ist es auch besonders bevorzugt, wenn die Steuereinheit der Bodenfräsmaschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. Es ist ergänzend oder alternativ auch bevorzugt, wenn die Steuereinheit zur selbsttätigen Steuerung der Höhenverstellung der vorderen und/oder der hinteren Hubeinrichtungen ausgebildet ist.
Hinsichtlich der konkreten Ausgestaltung des Rahmenneigungssensor und/oder des Bodenkontaktelementneigungssensors kann auf verschiedene zur Ermittlung und Überwachung der jeweiligen Neigung geeignete Sensoren zurückgegriffen werden. Dies können beispielsweise ein optoelektronischer Neigungssensor, ein ein Steigrohr umfassender Neigungssensor und/oder ein eine ferromagnetische Flüssigkeit umfassender Neigungssensor sein. Beispiele geeigneter Neigungssensoren sein beispielsweise in der DE 102010016183B4 , der DE102010053038 A1 oder der DE 102006027244 A1 beschrieben. Besonders geeignet zur Verwendung als Neigungssensor sind vorliegend Gyroskopsensoren oder Lagesensoren mit elektromagnetisch gelagertem Pendel.
Weitere Variationsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Bodenfräsmaschine bestehen hinsichtlich der konkreten Anordnung beispielsweise des Bodenkontaktelementneigungssensors. Dieser kann beispielsweise, insbesondere direkt, an einem Kettenlaufwerk oder an einem Seitenschild des Fräswalzenkastens oder an einem sonstigen Bodengleiter angeordnet sein. Wesentlich für die Anordnung des Bodenkontaktelementes ist einerseits, dass es sich dabei um ein Element handeln sollte, welches relativ zum Maschinenrahmen in seiner Höhe und seiner Neigung in Längsrichtung bzw. Arbeitsrichtung der Bodenfräsmaschine verstellbar gelagert sein sollte, abhängig von der Bodenbeschaffenheit. Kettenlaufwerke sind dazu beispielsweise üblicherweise bei Bodenfräsmaschine in über eine geeignete Gelenkseinrichtung mit dem unteren Ende der Hubeinrichtung verbunden, beispielsweise mithilfe einer geeigneten Konsole. Seitenschilden des Fräswalzenkastens sind ebenfalls üblicherweise in der Höhe verstellbar und gleichzeitig um eine parallel zur Fräswalze Achse verlaufende Achse kippbar gelagert und werden während des Fräsbetriebs schwimmend mitgezogen. Andererseits sollte das Bodenkontaktelement zumindest im Fräsbetrieb im, insbesondere direkten, Kontakt mit dem Bodenuntergrund stehen und von der übrigen Maschine zumindest im Fräsbetrieb mitgenommen werden bzw. sich im Arbeitsbetrieb in Arbeitsrichtung zusammen mit der übrigen Maschine bewegen.
Es ist vorteilhaft, wenn wenigstens zwei Bodenkontaktelementneigungssensoren vorhanden sind, die jeweils an einem relativ zum Maschinenrahmen verstellbaren Bodenkontaktelement angeordnet sind, wobei diese beiden Bodenkontaktelemente idealerweise auf zwei einander bezüglich der horizontalen Längsmittelachse der Bodenfräsmaschine gegenüberliegenden Seiten der Bodenfräsmaschine angeordnet sind. Diese erfindungsgemäße Weiterbildung hat den Vorteil, dass dann individuell auf einzelne Neigungsänderungen jeweils einer der beiden hinteren Fahreinrichtungen reagiert werden kann bzw. diese von der Steuereinheit berücksichtigt werden können. Dies kann insbesondere dann relevant sein, wenn die beiden hinteren Fahreinrichtungen auf unterschiedlichen Bodenebenen laufen. Grundsätzlich kann dazu beispielsweise auf die beiden auf den einander gegenüberliegenden Stirnseiten des Fräswalzenkastens angeordneten Seitenschilde zurückgegriffen werden. Bevorzugt ist es jedoch, wenn die Bodenfräsmaschine zwei hintere über jeweils eine Hubeinrichtung mit dem Maschinenrahmen verbundene Fahreinrichtungen aufweist, wobei jede der hinteren Fahreinrichtungen jeweils einen mit der Steuereinheit verbundenen Bodenkontaktelementneigungssensor umfasst. Die wenigstens eine hintere Fahreinrichtung ist um ein Schwenkgelenk um eine horizontale und quer zur Arbeitsrichtung verlaufende Schwenkachse schwenkbar gegenüber dem Maschinenrahmen. Insbesondere kann es sich bei der wenigstens einen hinteren Fahreinrichtung um ein Kettenlaufwerk handeln.
Wie zum erfindungsgemäßen Verfahren bereits erläutert, kann es vorteilhaft sein, wenn die Bodenfräsmaschine wenigstens einen weiteren Sensor zur Erfassung eines Betriebsparameters und/oder wenigstens einer Bedieneingabe der Bodenfräsmaschine aufweist. Dabei kann es sich beispielsweise um einen Betriebssensor des Antriebsmotors der Bodenfräsmaschine handeln, der ermittelt, wie die aktuelle Drehzahl oder die aktuelle Leistungsabgabe oder der aktuelle Betriebszustand des Antriebsmotors ist. Ergänzend oder alternativ kann ein Betriebssensor eines Hydraulikmotors und/oder einer Hydraulikpumpe vorgesehen sein, der ermittelt, wie hoch die aktuelle Leistung oder aktuelle Drehzahl des Hydraulikmotors und/oder der Hydraulikpumpe ist. Es kann ergänzend oder alternativ auch ein Drehzahlsensor umfasst sein, der ermittelt, ob sich die Fräswalze aktuell dreht und/oder wie hoch die aktuelle Drehzahl der Fräswalze ist. Ferner kann ein Wegsensor vorgesehen sein, der die pro Zeiteinheit durch eine der Fahreinrichtungen zurückgelegte Wegstrecke ermittelt. Es kann ferner vorgesehen sein, dass die Steuereinheit auch, insbesondere manuelle, bedieneingaben mit berücksichtigt, beispielsweise die manuelle Betätigung der Hubverstellung einer oder mehrerer Hubeinrichtungen. Zur Ermittlung einer relativen Hubverstellung und/oder einer absoluten Hubposition der höhenverstellbaren Hubeinrichtung kann ein Hubwegsensor vorgesehen sein, der zur Bestimmung der aktuellen Hublage der Hubeinrichtung ausgebildet ist, wie beispielsweise ein Seilzugsensor, ein kapazitiver Wegsensor etc. Es kann zudem vorteilhaft sein, wenn die Bodenfräsmaschine ergänzend zu dem Rahmenneigungssensor und dem Bodenkontaktelementneigungssensor einen Querneigungssensor umfasst, der die Neigung des Maschinenrahmens in Bezug auf eine horizontale Referenzebene quer zur Arbeitsrichtung und damit senkrecht zum Rahmenneigungssensor (bzw. Längsneigungssensor des Maschinenrahmens) ermittelt. Dies ermöglicht die ergänzende Übermittlung und Überwachung der Querneigungslage der Bodenfräsmaschine. Es ist auch möglich, den Querneigungssensor und den Rahmenneigungssensor in einem gemeinsamen Lagesensor zusammenzufassen. Unabhängig von den vorstehend beschriebenen Sensoren zur Ermittlung und Überwachung interner Betriebsparameter der Bodenfräsmaschine können auch externe Betriebsparameter, beispielsweise betreffend die aktuelle Betriebsaußenumgebung, überwacht werden. Dies kann beispielsweise ein Bodenbeschaffenheitssensor, insbesondere einen Laserscanner oder eine Kamera, insbesondere zur räumlichen Erfassung der Bodenbeschaffenheit, sein, mit dessen Hilfe das Profil der Bodenoberfläche ermittelbar ist. Dies kann insbesondere dazu herangezogen werden, Fräskanten und/oder Bodenhindernisse zu detektieren und zu Steuerungszwecken durch die Steuereinheit zu nutzen. Bevorzugte Anordnungsstellen eines solchen Bodenbeschaffenheitssensors sind dabei beispielsweise in Arbeitsrichtung vor den vorderen Fahreinrichtungen und/oder in Arbeitsrichtung vor der Fräswalze und/oder in Arbeitsrichtung hinter der Fräswalze zwischen der Fräswalze und den hinteren Fahreinrichtungen und/oder in Arbeitsrichtung hinter den hinteren Fahreinrichtungen bzw. am Maschinenheck.
Damit die Steuereinheit die von den vorstehend beschriebenen Sensoren ermittelten Daten berücksichtigen kann, sind diese bzw. ist der wenigstens eine Sensor zur Übermittlung der von ihm ermittelten Daten über eine Datenleitung mit der Steuereinheit verbunden. Dies kann über entsprechende Kabel aber auch kabellos erfolgen, vorzugsweise mithilfe eines geeigneten BUS-Systems. Die Steuereinheit ist erfindungsgemäß dann derart ausgebildet, dass sie die Höhenverstellung der wenigstens einen hinteren höhenverstellbaren Hubeinrichtung wenigstens teilweise auch unter Berücksichtigung der Daten dieses wenigstens einen Sensors steuert.
Es ist bevorzugt, wenn die Steuereinheit derart ausgebildet ist, dass sie eine Plausibilitätskontrolle umfasst bzw. durchführt, derart, dass eine Differenzierung zwischen mit dem Fräsprozess assoziierten Änderungen der Neigung und nicht mit dem Fräsprozess assoziierten Änderungen der Neigung erfolgt. Hierzu wird auf die sprechenden Ausführungen zum erfindungsgemäßen Verfahren Bezug genommen.
Eine weitere bevorzugte Weiterbildung besteht darin, dass die Steuereinheit eine grenzwertbasierte Kippüberwachung aufweist. Auch hierzu wird auf die entsprechenden Ausführungen zum erfindungsgemäßen Verfahren Bezug genommen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in den Figuren angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen schematisch:

1: ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
2 bis 13 einen Betriebsablauf zum Fräsbeginn, während des Fräsens und beim Überfahren eines Hindernisses/bei Beendigung des Fräsvorgangs, wobei die Figuren im Einzelnen folgende Betriebssituationen zeigen:
- 2: die Bodenfräsmaschine im Transportmodus;
- 3: die Bodenfräsmaschine in der Nullposition;
- 4: die Bodenfräsmaschine beim Eintauchen der Fräswalze in den Bodenuntergrund;
- 5: die Bodenfräsmaschine in Startposition bei gewünschter Frästiefe;
- 6: die Bodenfräsmaschine bei aufgenommenem Fräsbetrieb bis zum Erreichen der Eintauchfräskante durch die hinteren Fahreinrichtungen;
- 7: die Bodenfräsmaschine beim Überfahren der Eintauchfräskante mit den hinteren Fahreinrichtungen;
- 8: die Bodenfräsmaschine im Fräsbetrieb bei im Fräsbett befindlichen hinteren Fahreinrichtungen bei Ausrichtung parallel zum Bodenuntergrund vor eine Bodenhindernis mit eingetauchter Fräswalze;
- 9: die Bodenfräsmaschine vor dem Bodenhindernis mit angehobener Fräswalze;
- 10: die Bodenfräsmaschine aus 9 mit parallel zum Bodenuntergrund ausgerichtetem Maschinenrahmen;
- 11: die Bodenfräsmaschine aus 10 beim Erreichen der Austrittsfräskante durch die hinteren Fahreinrichtungen;
- 12: die Bodenfräsmaschine aus 11 beim Überfahren der Austrittsfräskante mit den hinteren Fahreinrichtungen; und
- 13: die Bodenfräsmaschine im Transportmodus gemäß 2.
14A bis 14E: Übersichtsdiagramme zu Neigungsdaten (14A LMR und 14B LHF), Hubwegpositionen (der Hubeinrichtungen der vorderen Fahreinrichtungen in den 14C und der Hubeinrichtungen der hinteren Fahreinrichtungen in 14D) und der Fahrgeschwindigkeit (14E);
15: eine Bodenfräsmaschine in einer alternativen Ausführungsform;
16: eine Bodenfräsmaschine in einer weiteren alternativen Ausführungsform;
17: eine schematische Übersicht zur Funktionsweise einer Steuereinheit;
18 bis 20 ein Betriebsablauf zum Fräsbeginn, wobei die Figuren im Einzeönen folgende Betriebssituationen zeigen:
18 die Bodenfräsmaschine im Transportmodus;
19 die Bodenfräsmaschine aus 18 mit bis zur gewünschten Frästiefe abgesenkten Heckbereich;
20 die Bodenfräsmaschine aus 19 mit nachgeführtem Frontbereich;
21A bis 21E: Übersichtsdiagramme zu Neigungsdaten (21A und B), Hubwegpositionen (der Hubeinrichtungen der vorderen Fahreinrichtungen in der 21C und der Hubeinrichtungen der hinteren Fahreinrichtungen in 21D) und der Fahrgeschwindigkeit (21E);
22 bis 25: einen Betriebsablauf zum Fräsbeginn, wobei die Figuren im Einzelnen folgende Betriebssituationen zeigen:
- 22 eine Bodenfräsmaschine in der Nullposition;
- 23 die Bodenfräsmaschine aus der 22 zu Beginn des Eintauchvorgangs;
- 24 die Bodenfräsmaschine aus der 23 in gegenüber 23 parallel abgesenkter Position;
- 25 die Bodenfräsmaschine aus der 24 in Startposition bei gewünschter Frästiefe; und
26A bis 26E Übersichtsdiagramme zu Neigungsdaten (26A und B), Hubwegpositionen (der Hubeinrichtungen der vorderen Fahreinrichtungen in der 26C und der Hubeinrichtungen der hinteren Fahreinrichtungen in 26D) und der Fahrgeschwindigkeit (26E).

Gleiche oder funktionsgleiche Bauteile können in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen angegeben sein. Nicht jedes sich in den Figuren wiederholende Bauteil ist notwendigerweise in jeder Figur separat gekennzeichnet.
1 veranschaulicht zunächst den Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens 1. Die 2 bis 13 veranschaulichen einzelne Verfahrensschritte an einem konkreten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Bodenfräsmaschine 2. 16 verdeutlicht den Grundaufbau und bevorzugte Weiterbildungen einer Steuereinheit und eines Sensorsystems, welche zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet sind.
Ein wesentliches Element des erfindungsgemäße Verfahrens zur Regulierung der Höhenverstellung eines höhenverstellbaren Fahrwerks einer selbstfahrenden Bodenfräsmaschine ist in einem ersten Schritt 3A das Ermitteln und Überwachen einer Neigung eines Maschinenrahmens und/oder einer Veränderung der Neigung des Maschinenrahmens in Arbeitsrichtung der Bodenfräsmaschine, d.h. einer Längsneigung des Maschinenrahmens, sowie das Ermitteln und Überwachen einer Neigung des Bodenkontaktelementes und/oder einer Veränderung der Neigung des Bodenkontaktelementes in Arbeitsrichtung.
Wesentlich ist dabei zunächst, dass sich die Neigung auf eine in Arbeitsrichtung der Bodenfräsmaschine, üblicherweise in Vorwärtsrichtung, verlaufende Referenzgerade des Maschinenrahmens bezieht. Diese kann beispielsweise durch die Achse der maximalen Längserstreckung des Maschinenrahmens und/oder der gesamten Bodenfräsmaschine in Arbeitsrichtung in einer Ausgangslage definiert sein. Sie kann auch mehr oder weniger willkürlich festgelegt sein. Wesentlich ist, dass diese virtuelle Referenzgerade eine Erstreckung in Arbeits- bzw. Vorwärtsrichtung der Maschine aufweist. Die Neigung gibt dabei den Winkelversatz dieser Referenzgeraden gegenüber einer horizontalen Referenzebene, beispielsweise definiert durch das Schwerkraftfeld der Erde bzw. durch einen Instrumentenhorizont, an. Dabei kann es vorgesehen sein, dass die Neigung des Maschinenrahmens als absoluter Grad-Wert oder ausgehend von einer festgelegten Ausgangsneigung als Veränderung der aktuellen Neigung gegenüber der Ausgangsneigung ermittelt wird. In gleicher Weise erfolgt die Ermittlung und Überwachung der Neigung des Bodenkontaktelementes, wobei auch hier eine in Arbeitsrichtung bzw. Vorwärtsrichtung der Bodenfräsmaschine verlaufende Referenzgerade als Bezug definiert wird, beispielsweise erneut die maximale Längserstreckung des Bodenkontaktelementes in Arbeitsrichtung in einer Ausgangslage.
Ergänzend oder alternativ kann es auch vorgesehen sein, dass, beispielsweise jeweils bezogen auf eine Referenzgerade wie vorstehend beschrieben, in einem alternativen ersten Schritt 3B das Ermitteln und Überwachen einer Neigungsdifferenz zwischen der Neigung des Maschinenrahmens und/oder einer Veränderung der Neigung des Maschinenrahmens in Arbeitsrichtung und einer Neigung des Bodenkontaktelementes und/oder einer Veränderung der Neigung des Bodenkontaktelementes in Arbeitsrichtung vorgesehen ist. Bei diesem alternativen Verfahrensansatz wird somit die Relativänderung der Neigungen des Maschinenrahmens und des Bodenkontaktelementes zueinander ermittelt und überwacht. Auf Grundlage bzw. in Abhängigkeit der in den Schritten 3A und/oder 3B erfolgten Neigungsdaten und/oder Änderungen der Neigungsdaten wird anschließend in einem weiteren Schritt 4 eine Hubverstellung der Hubeinrichtung der wenigstens einen hinteren Fahreinrichtung durch eine Steuereinheit gesteuert. Dies erfolgt dahingehend, dass der Neigungsänderung des Maschinenrahmens hin zu einer, beispielsweise manuell durch den Fahrer festgelegten, Ausgangsneigung, beispielsweise der Horizontallage, entgegengewirkt wird.
Es kann vorgesehen sein, dass die Schritte 3A und/oder 3B alternierend oder gleichzeitig an weiteren Stellen, beispielsweise an weiteren Positionen und/oder an weiteren Bodenkontaktelementen erfolgt, wie in 1 durch die Schritte 3A' und 3B' angegeben.
Das vorstehend erläuterte Grundprinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in den 2 bis 13 näher erläutert. Die dort gezeigte Bodenfräsmaschine 2 umfasst einen Maschinenrahmen 5, der über vordere Fahreinrichtungen 6 (in den Seitenansichten der 2 bis 13 ist jeweils nur die vordere rechte Fahreinrichtung 6 erkennbar; die weitere vordere linke Fahreinrichtung befindet sich in der Bildebene dahinter) und über hintere Fahreinrichtungen 7 (in den Seitenansichten der 2 bis 13 ist jeweils nur die hintere rechte Fahreinrichtung 7 erkennbar; die weitere hintere linke Fahreinrichtung befindet sich in der Bildebene dahinter) auf dem Bodenuntergrund aufsteht. Die Fahreinrichtungen 6, 7 sind jeweils über eine Hubeinrichtung 8A, 8B mit dem Maschinenrahmen 5 verbunden. Die Hubeinrichtungen 8A, 8B können beispielsweise vertikal verstellbare Hubsäulen, wie im Stand der Technik für gattungsgemäße Bodenfräsmaschinen beschrieben, sein. Durch eine Höhenverstellung der Hubeinrichtungen 8A, 8B kann somit die Höhenposition des Maschinenrahmens 5 gegenüber dem Bodenuntergrund hinsichtlich Hubhöhe und Neigung variiert werden. Es ist auch möglich, dass nur einzelne der Fahreinrichtungen, beispielsweise insbesondere die hinteren Fahreinrichtungen, über Hubeinrichtungen höhenverstellbar mit dem Maschinenrahmen verbunden sind. Die übrigen, insbesondere beispielsweise die vorderen, Fahreinrichtungen können starr oder begrenzt verstellbar, beispielsweise mithilfe einer Pendelachse, mit dem Maschinenrahmen verbunden sein. Die Bodenfräsmaschine 2 umfasst ferner eine Fräswalze 9, die innerhalb eines Fräswalzenkastens 10 angeordnet und über diesen am Maschinenrahmen 5 gelagert ist. Bei der in den Figuren lediglich schematisch angedeuteten Fräswalze 9 kann es sich insbesondere um ein im Wesentlichen holzylinderförmiges Tragrohr handeln, auf dessen Außenmantelfläche eine Vielzahl von in radialer Richtung vorstehenden Fräswerkzeugen angeordnet ist. Im Arbeits- bzw. Fräsbetrieb rotiert die Fräswalze 9 um eine horizontale und quer zur Arbeitsrichtung A verlaufende Rotationsachse R. Der Fräswalzenkasten 10 umfasst zu den beiden Stirnseiten der Fräswalze 9 jeweils einen Seitenschild 11. Die Seitenschilde 11 dienen der Seitenabdichtung des Fräswalzenkastens 10 und sind gegenüber der Fräswalze 9 sowie dem Maschinenrahmen 5 höhenverstellbar am und relativ zum Fräswalzenkasten 10 und/oder am Maschinenrahmen 5 gelagert. Die Lagerung kann beispielsweise über geeignete Führungseinrichtungen oder, wie in 2 angegeben, über Hydraulikzylinder 12 erfolgen. Die Fräswalze 9 und der Fräswalzenkasten 10 können, wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel gezeigt, in Arbeitsrichtung A gesehen zwischen den vorderen und hinteren Fahreinrichtungen 6 und 7 angeordnet sein, insbesondere Arbeitsrichtung A gesehen mit Abstand zu den vorderen und hinteren Fahreinrichtungen. Auch eine Anordnung im Heckbereich, beispielsweise zwischen den beiden hinteren Fahreinrichtungen, ist möglich. Dies ist beispielsweise in den 18 bis 20 näher veranschaulicht. Die Bodenfräsmaschine 2 kann ferner eine Fördereinrichtung 13 (in den Figuren ist als Teil der Fördereinrichtung 13 ein an sich bekanntes Außenförderband beispielhaft dargestellt) zum Abtransport des aufgefrästen Fräsgutes aufweisen. Das Außenförderband kann gegenüber dem Maschinenrahmen 5 um eine vertikale Achse seitenverschwenkbar und/oder um einer horizontale Achse höhenverschwenkbar, insbesondere bezüglich der Abwurfspunktes des Außenförderbandes, sein. Die Bedienung der Bodenfräsmaschine 2 erfolgt insbesondere über einen Fahrstand 14.
Die Fahreinrichtungen 6 und 7 sind bevorzugt Kettenlaufwerke. Diese können einen Tragrahmen, einen Antrieb etc. in an sich im Stand der Technik bekannter Weise umfassen. Die Fahreinrichtungen sind in Arbeitsrichtung A längserstreckt ausgebildet, weisen somit bevorzugt eine größere Längserstreckung in Arbeitsrichtung A als in Vertikalrichtung auf. Die im unteren Bereich der Hubeinrichtungen 8A und 8B an diesen angeordneten Fahreinrichtungen 6 und 7 sind gegenüber den bevorzugt linear höhenverstellbaren Hubeinrichtungen um eine horizontale und quer zur Arbeitsrichtung A verlaufende Schwenkachse, beispielsweise gebildet durch ein Schwenkgelenk 16, gegenüber dem Maschinenrahmen 5 schwenkbar.
Die Bodenfräsmaschine 1 umfasst ferner eine Steuereinheit 17 (für die 2 bis 13 exemplarisch nur in der 2 dargestellt). Diese steuert die Hubverstellung insbesondere der Hubeinrichtungen 8B (hintere Hubeinrichtungen), optional auch der Hubeinrichtungen 8A (vordere Hubeinrichtungen) in Abhängigkeit von über Sensoren ermittelte und an die Steuereinheit 17 übermittelte Neigungsdaten, konkret Längsneigungsdaten in Arbeitsrichtung A, des Maschinenrahmens 5 und wenigstens einer der hinteren Fahreinrichtungen 7. In den 2 bis 13 ist dazu die Längsneigung LMR des Maschinenrahmens 5 und die Längsneigung LHF einer der hinteren Fahreinrichtungen 7 und die Längsneigung LVF einer der vorderen Fahreinrichtungen 6, jeweils gegenüber einer horizontalen und/oder definierten Referenzgeraden in Arbeitsrichtung A, angegeben. Die Neigungen LMR, LHF und LVF sind somit jeweils auf eine an dem Maschinenrahmen (LMR) und der jeweiligen Fahreinrichtungen 6,7 (LHF und LVF) bezogene, in Arbeitsrichtung A erstreckte Bezugsgerade bezogen. Der Verlauf dieser Bezugsgeraden in Arbeitsrichtung A ist in den 2 bis 13, wo es relevant ist, mit einer gepunkteten Linie angegeben. Die Neigungsänderung der Längsneigung des Maschinenrahmens (bzw. der an diesem definierten Bezugsgeraden in Längsrichtung) und der hinteren Fahreinrichtung (bzw. der an dieser definierten Bezugsgeraden in Längsrichtung) gegenüber jeweils einer Referenzgeraden (in den Figuren, wo relevant, als gestrichelte Linie angegeben), beispielsweise einer parallel zur Längserstreckung des Bodenuntergrundes, einer Horizontalen und/oder einer definierten Referenzgeraden (alle drei Linien sind im Ausführungsbeispiel identisch), dient der Steuereinheit 17 letztlich zur Steuerung wenigstens einer der vorstehend beschriebenen Hubeinrichtungen. Wesentlich für die Bezugsgerade ist somit, dass diese sich abhängig von der Position der Maschine und/oder Teilen davon, ändern kann, wohingegen die Referenzgerade durch außerhalb der Maschine liegende Faktoren, wie beispielsweise einer Horizontalen oder der Bodenoberfläche, bestimmt wird. Die Neigung wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel somit aus dem Winkel W zwischen der jeweiligen Bezugsgeraden und der, beispielsweise horizontalen und/oder parallel zur Längserstreckung des Bodenuntergrundes verlaufenden, Referenzgeraden, jeweils längserstreckt in Arbeitsrichtung A, in einer virtuellen vertikalen Ebene in Arbeitsrichtung der Maschine ermittelt. Zur Ermittlung dieser Längsneigungen LMR und LHF sind jeweils wenigstens am Maschinenrahmen 5 sowie an wenigstens einer der hinteren Fahreinrichtungen 7 Neigungssensoren N1 und N2 angeordnet (beispielhaft schematisch nur in 2 angegeben). Es kann ferner ein weiterer Neigungssensor N3 an einer oder mehreren der vorderen Fahreinrichtungen 6 zur Ermittlung der Neigung LVF vorgesehen sein. Auch können weitere Neigungssensoren N1 (beispielsweise an verschiedenen Seiten des Maschinenrahmens) und N2 (beispielsweise an beiden hinteren Fahreinrichtungen) vorgesehen sein. Die von diesen Neigungssensoren N1 bis N3, soweit vorhanden, ermittelten Neigungsdaten werden über geeignete Signalübertragungsverbindungen an die Steuereinheit 17 übermittelt.
2 zeigt die Bodenfräsmaschine 2 im Transportmodus. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind dazu die Hubeinrichtungen 8A und 8B derart ausgefahren, dass die Fräswalze 9 und die Seitenschilde 11 außer Eingriff mit dem Bodenuntergrund sind. Die Längserstreckung des Maschinenrahmens 5 sowie der Fahreinrichtungen 6 und 7 verlaufen somit parallel zum Bodenuntergrund (als Beispiel der Referenzgeraden). Die Neigungen LMR, LHF und LVF betragen 0 bzw. der jeweilige Neigungswinkel W ist 0. Die jeweiligen Bezugsgeraden verlaufen parallel zu der/den Referenzgeraden.
In 3 werden die Hubeinrichtungen 8A und 8B zum Absenken des Maschinenrahmens 5 eingefahren. Dieser Vorgang wird solange fortgesetzt, bis die Fräswalze 9 den Bodenuntergrund „ankratzt“. Zum Erreichen der Position in 3 ausgehend von der in 2 dargestellten Position können die Hubeinrichtungen 8A und 8B gleichzeitig eingefahren werden oder auch nacheinander. Dies kann ferner manuell oder auch automatisch gesteuert durchgeführt werden. Die in 3 gezeigte Positionierung der Bodenfräsmaschine 2 wird vorliegend auch als Nullposition bezeichnet. Die Nullposition bezeichnet somit diejenige Lage der Bodenfräsmaschine 2, bei der diese einerseits ihre Ausgangsreferenzlage eingenommen hat und andererseits die Fräswalze 9 auf der noch ungefrästen Arbeitsoberfläche aufsteht. So ist es beispielsweise auch möglich, dass der Fahrer der Bodenfräsmaschine 2 für die Steuereinheit 17 diese, beispielsweise manuell eingestellte, Relativlage des Maschinenrahmens als Nullposition definiert.
In 4 ist nun der Beginn des Eintauchprozesses dargestellt, bei dem die Fräswalze 9 in den Bodenuntergrund abgesenkt wird. Die aktuelle Frästiefe FT bezeichnet dabei die Eintauchtiefe der Fräswalze 9 gegenüber dem ungefrästen Bodenuntergrund senkrecht zur Ebene der ungefrästen Bodenoberfläche. Von der in 3 zu der in 4 gezeigten Position wurde nur die Hubeinrichtungen 8A der vorderen Fahreinrichtungen 6 weiter eingefahren. Der Maschinenrahmen 5 nimmt bezüglich der Referenzhorizontalen somit einen Neigungswinkel bzw. einen LMR von -W ein, wohingegen die Fahreinrichtungen 7 und 8 (und auch der Seitenschild 11) nach wie vor parallel zur Horizontalen verlaufen (LHF und LVF sind 0).
Der Eintauchvorgang wird von der 4 bis zu der in 5 dargestellten Positionierung weiter fortgesetzt. In 4 haben die vorderen Hubeinrichtungen 8A ihre Einfahrendposition eingenommen. Hiervon ausgehend werden nun im Nachhinein auch die hinteren Hubeinrichtungen 8B bis zu der in 5 angegebenen Endposition, bei der der Maschinenrahmen 5 erneut parallel zur Horizontalen ausgerichtet ist (LMR = 0) und somit keine Längsneigung aufweist, eingefahren. Die Bodenfräsmaschine 2 taucht mit der Fräswalze 9 mit der endgültig angestrebten Frästiefe FT in den Bodenuntergrund ein.
Es ist auch möglich, den Maschinenrahmen 5 von der 3 bis zur 5 parallel durch im Wesentlichen gleichzeitiges Einfahren aller Hubeinrichtungen abzusenken.
Die Bodenfräsmaschine 2 hat sich bei dem in den 2 bis 5 gezeigten Ablauf in Arbeitsrichtung A noch nicht vorwärts bewegt. Die erfolgten Verstellungen erfolgten bisher vielmehr ausschließlich in vertikaler Richtung durch Verstellbewegungen der Hubeinrichtungen 8A und 8B. Ausgehend von der in 5 gezeigten Positionierung nimmt die Bodenfräsmaschine 2 eine Vorwärtsbewegung in Arbeitsrichtung A auf, wodurch im Bodenuntergrund das Fräsbett FB erzeugt wird, wie in 6 gezeigt. Den Anfang des Fräsbetts FB bildet dabei die Eintauchfräskante 18. Die hinteren Fahreinrichtungen 7 fahren zunächst auf dem Höhenniveau des ungefrästen Bodenuntergrundes und nähern sich in Arbeitsrichtung A der Eintauchfräskante 18 an.
Nachdem die Bodenfräsmaschine 2 in Arbeitsrichtung A im Wesentlichen die dem Abstand der Fräswalze 9 und den hinteren Fahreinrichtungen 7 in Arbeitsrichtung A entsprechende Wegstrecke zurückgelegt hat, passieren die hinteren Fahreinrichtungen 7 die Eintauchfräskante 18. Dadurch drehen sich die hinteren Fahreinrichtungen 7 um das Schwenkgelenk 16 und nehmen in Arbeitsrichtung A gesehen einen negativen Längsneigungswinkel LHF von -Y ein. Gleichzeitig sackt das hintere Ende des Maschinenrahmens 5 nach unten ab, so das die Längsneigung LMR des Maschinenrahmens 5 einen Längsneigungswinkel von +W aufweist. Betragsmäßig ist Y dabei größer als W. Die Neigung der vorderen Fahreinrichtungen, die konstant auf dem ungefrästen Bodenuntergrund laufen, bleibt dagegen stets unverändert.
Die Änderungen der Längsneigungen LHF und LMR werden an die Steuereinheit 17 übermittelt. Diese erkennt anhand der vorstehend beschriebenen Änderungen der Längsneigungen LMR und LHF bzw. deren Änderung im zeitlichen und/oder wegstreckenabhängigen Verlauf, dass die hinteren Fahreinrichtungen in das Fräsbett FB einfahren und leitet zur Kompensation der Lageänderung des Maschinenrahmens 5 ein Ausfahren der hinteren Hubeinrichtungen 8B ein, bis der Maschinenrahmen 5 eine Längsneigung LMR aufweist, die der Nullposition gemäß 5 entspricht. Das Ausfahren der hinteren Hubeinrichtungen 8B ist dann abgeschlossen, wenn die hinteren Fahreinrichtungen 7 horizontal im Fräsbett FB stehen, wie in 8 gezeigt. 8 verdeutlicht, dass die Längsneigungen LMR, LVF und LHF in dieser Betriebssituation der vorderen und hinteren Fahreinrichtungen sowie vom Maschinenrahmen 5 zueinander parallel sowie insgesamt parallel zur Horizontalen verlaufen. Die Bodenfräsmaschine 2 wurde damit durch die Steuereinheit 17 durch ein geregeltes Ausfahren der hinteren Hubeinrichtungen in eine bezüglich der Längsneigung des Maschinenrahmens parallel zur Horizontalen und/oder bezüglich der Höhenlage zum ungefrästen Bodenuntergrund im wesentlichen identische Positionierung wie zu Beginn des Fräsprozesses (5) gebracht. Es versteht sich, dass dieser Vorgang geregelt und parallel zum Einfahren der hinteren Fahreinrichtungen in das Fräsbett verlaufen kann, sobald die Steuereinheit durch die zu Beginn auftretenden Neigungsänderungen das Überfahren der Fräskante 18 erkannt hat. Letzteres kann ergänzend oder alternativ beispielsweise auch rein wegstreckenabhängig erfolgen.
Zur 8 hin wird der Fräsvorgang nun weiter fortgesetzt, wobei sich die Maschine nun auf beispielsweise ein Bodenhindernis 19, wie beispielsweise einem Kanaldeckel, im Bodenuntergrund (oder auch dem Ende der Frässpur) zubewegt. Um eine Beschädigung der Fräswalze 9 durch dieses Bodenhindernisses zu verhindern, muss die Fräswalze in Arbeitsrichtung A über das Bodenhindernisses 19 hinweg gehoben werden. Dazu fährt die Bodenfräsmaschine im Idealfall so weit an das Bodenhindernisses 19 mit der Frästiefe FT heran, bis die Fräswalze in Arbeitsrichtung A gesehen kurz vor dem Bodenhindernisses in den Bodenuntergrund eingreift. Die Bodenfräsmaschine 2 wird dann gestoppt und der Fahrer der Bodenfräsmaschine kann beispielsweise durch Ausfahren der vorderen Hubeinrichtungen 8A die Fräswalze 9 aus dem Bodenuntergrund ausheben. Im Fräsbett FB befindet sich dadurch eine Austauchfräskante 20. Durch die Ausfahrbewegung der vorderen Hubeinrichtungen 8A nimmt der Maschinenrahmen 5 bei stehender Bodenfräsmaschine 2 eine Längsneigung +W ein (9). Diese Neigungsänderung der Längsneigung LMR wird mithilfe des Neigungssensors der Maschinenrahmens der Steuereinheit 17 übermittelt, die daraufhin eine diese Längsneigungsänderung LMR kompensierende Ausfahrbewegung der hinteren Hubeinrichtungen 8B auslöst. Dies erfolgt so weit, bis der Maschinenrahmen 5 bezüglich seiner Längsneigung erneut parallel zur Horizontalen ausgerichtet ist, wie in 10 gezeigt. Im Umfang der 8 bis 10 bewegt sich die Bodenfräsmaschine 1 nicht in Arbeitsrichtung A.
Nach dem Erreichen der Position gemäß 10 bewegt sich die Bodenfräsmaschine 2 weiter in Arbeitsrichtung A, bis die hinteren, bis dahin im Fräsbett FB fahrenden Fahreinrichtungen an die Austauchfräskante 20 herangefahren sind (11). Bei fortgesetzter Fahrbewegung der Bodenfräsmaschine 2 in Arbeitsrichtung A müssen die hinteren Fahreinrichtungen diese Austauchfräskante 20 überfahren und schwenken dadurch mit ihren vorderen Spitzen nach oben, sodass sich die Längsneigung LHF der hinteren Fahreinrichtungen zum Wert +Y und die Längsneigung LMR des Maschinenrahmens zum Wert minus W ändert, wobei betragsmäßig der Wert Y größer als der Wert W ist. Die durch Sensoren ermittelten Änderungen der Längsneigungen LMR und LHF werden über geeignete Signalleitungen an die Steuereinheit 17 ermittelt, welche der Neigungsänderung LMR des Maschinenrahmens 5 durch Einfahren der hinteren Hubeinrichtungen 8B entgegenwirkt, bis die Längsneigung des Maschinenrahmens wieder der Neigung des Maschinenrahmens in der Nullposition entspricht. Die Bodenfräsmaschine kann nun in einer parallel zum Bodenuntergrund ausgerichteten Weise das Bodenhindernisses 18 überfahren (13) und beispielsweise hinter dem Bodenhindernisses die Fräswalze erneut in den Boden eintauchen oder ähnliches.
In 14 sind nun verschiedene Parameterverläufe zeitlich über die 2 bis 13 hinweg dargestellt, die das Steuer- und Regelungsverhalten der Steuereinheit 17 näher veranschaulichen. Konkret dargestellte Betriebssituationen sind das Absenken und Eintauchen der Fräswalze zu Fräsbeginn, dass Überfahren der Fräskante mit den hinteren Fahreinrichtungen sowie das Ausheben der Fräswalze aus dem Bodenuntergrund. Dies sind nur beispielhafte Betriebsszenarien zur Veranschaulichung der Funktionsweise der Erfindung, wobei diese Betriebssituationen keineswegs abschließend zu verstehen sind. Weitere Betriebsszenarien können beispielsweise insbesondere auch die fahrende Verladung der Bodenfräsmaschine auf ein Transportfahrzeug oder von einem Transportfahrzeug, eine Transportfahrt der Maschine zwischen verschiedenen Einsatzstellen über Hindernisse hinweg etc.
14A veranschaulicht den Längsneigungsverlauf LMR des Maschinenrahmens 5. Dieser kippt in der Eintauchphase zunächst in Arbeitsrichtung nach vorn, da im gezeigten Ausführungsbeispiel zum Eintauchen zunächst die vorderen Hubeinrichtungen 8A eingefahren werden. Insbesondere der Neigungsverlauf von den 3 bis 5 kann auch beispielsweise alternativ dahingehend ausgestaltet werden, dass die vorderen und hinteren Hubeinrichtungen 8A und 8B parallel und gleichzeitig einfahren. Gleiches gilt im Prinzip für das Ausheben der Fräswalze (8 bis 10), welches ebenfalls beispielsweise alternativ durch Parallelverstellung der vorderen und hinteren Hubeinrichtungen 8A und 8B erreicht werden kann. Zeitlich würde dann über die 3 bis 5 und/oder 8 bis 10 hinweg keine wesentliche Änderung der Längsneigung des Maschinenrahmens 5 auftreten. Herauszuheben sind insbesondere die Neigungsverläufe LMR des Maschinenrahmens 5 in den Phasen, in denen von den hinteren Fahreinrichtungen 7 die Eintauchfräskante 18 (6 bis 8) sowie die Austauchfräskante 20 (11 bis 13) überfahren werden. Beim Überfahren der Eintauchfräskante 18 (von 6 bis 8) springt die Längsneigung LMR des Maschinenrahmens 5 kurzfristig an, wohingegen beim Überfahren der Austauchfräskante 20 die Längsneigung LMR des Maschinenrahmens 5 kurzfristig absinkt.
Im Vergleich zum Längsneigungsverlauf LMR des Maschinenrahmens 5 zeigt die 14B den Verlauf der Längsneigung LHF wenigstens einer oder beider der hinteren Fahreinrichtungen 7. Hierbei ist zunächst hervorzuheben, dass sich die Längsneigungen LHF lediglich beim Überfahren der Eintauchfräskante 18 (6-8) und der Austauchfräskante 20 (11-13) ändern. Die Längsneigungen LHF verläuft dabei jeweils gegenläufig zur Längsneigung LMR des Maschinenrahmens 5. Diese Verlaufssituation ist charakteristisch für das Überfahren einer der Fräskanten 18,20 und kann von der Steuereinheit 17 zur Identifikation einer solchen Betriebssituationen herangezogen werden.
14C gibt die Position der vorderen Hubeinrichtungen 8A (Hubhöhe H(8A)) und 14D die Position der hinteren Hubeinrichtungen 8B (Hubhöhe H(8B)) an. Bezogen ist dies jeweils auf die Lage- bzw. die Ausfahrhöhe der jeweiligen Hubeinrichtungen. Vorstehend wurde bereits angegeben, dass hier grundsätzlich mannigfaltige Variationsmöglichkeiten bestehen. Beispielsweise können die Hubeinrichtungen 8A und 8B über den in den 2-5 gezeigten Zeitraum, in dem die Fräswalze von der Transportposition in ihre endgültige Frästiefe abgesenkt wird, durch im Wesentlichen gleichzeitige Parallelverstellung beider Hubeinrichtungen erfolgen. Wichtig ist nun, dass die Regelung zur Herstellung der Parallelität des Maschinenrahmens zum Bodenuntergrund bzw. zu einer Ausgangsnullposition des Maschinenrahmens über eine Ansteuerung der Hublage der hinteren Hubeinrichtungen 8B erfolgt, wie in 14D im Zeitraum 7 bis 8 und 12 bis 13 ersichtlich. Durch Aus- (7 bis 8) bzw. Einfahren (12 bis 13) der hinteren Hubeinrichtungen 8B wird die Änderung der Längsneigung LMR des Maschinenrahmens 5 somit gesteuert durch die Steuereinheit 17 insoweit kompensiert, bis der Maschinenrahmen seine Ausgangslängsneigung LMR bzw. seine Nullposition wieder innehat.
14E verdeutlicht nun vorsorglich, in welchen Betriebsphasen sich die Bodenfräsmaschine 2 bei dem in den 2-13 dargestellten Betriebsablauf in Arbeitsrichtung A fortbewegt bzw. wann sie stillsteht. Konkret liegen Stillstandsphasen beispielsweise von den 2-5 sowie 8-10 vor, also jeweils dann, wenn die Fräswalze in den Bodenuntergrund abgesenkt oder aus diesem ausgehoben wird. Es versteht sich von selbst, dass hier Variationsmöglichkeiten hinsichtlich der konkreten Fahrgeschwindigkeit möglich und entsprechende Beschleunigungs- und Bremsphasen erforderlich sind. 14 E gibt in diesem Zusammenhang jedoch lediglich wieder, wann sich die Bodenfräsmaschine 2 grundsätzlich in Arbeitsrichtung 2 bewegt und wann nicht. 14E verdeutlicht somit, dass die Kompensation der Änderung der Längsneigung LMR des Maschinenrahmens 5 beim Überfahren der Fräskanten 18 und 20 im laufenden Fahrbetrieb erfolgen kann.
Es versteht sich, dass zur Identifikation des Überfahrens der Fräskanten 18 und 20 in den Betriebsphasen von 6-8 und 11-13 durch die und/oder in der Steuereinheit 17 Grenzwerte, insbesondere hinsichtlich der für eine Auslösung der Kompensation erforderlichen Änderung der Längsneigungen LMR und/oder LHF, festgelegt werden können. Dies führt dazu, dass nicht bei jeder minimalen Längsneigungsänderung entsprechende Kompensationsvorgaben von der Steuereinheit 17 ausgelöst werden.
Ergänzend oder alternativ kann ferner eine Plausibilitätskontrolle vorgesehen sein, insbesondere auch unter Rückgriff auf weitere Betriebsparameter der Bodenfräsmaschine 2. Beispielsweise kann die Steuereinheit 17 derart ausgebildet sein, dass sie ergänzend zur Auswertung der Änderungen der Längsneigungen LMR und LHF abfragt, ob sich die Bodenfräsmaschine 2 gerade in Arbeitsrichtung fortbewegt oder nicht. Eine Bewegung der Bodenfräsmaschine zumindest in oder entgegen der Arbeitsrichtung ist zum Überfahren einer der Fräskanten 18 oder 20 erforderlich. Längsneigungsänderungen im Stillstand der Maschine müssen somit auf andere Gegebenheiten zurückführbar sein.
In den 2-14 wurde bisher auf die Ausbildung des Bodenkontaktelementes als hintere Fahreinrichtung 7 Bezug genommen. Ergänzend oder alternativ kann hier auch auf die Längsneigung eines der Seitenschilde oder eines separaten Bodenkontaktelementes genommen werden. Wesentlich ist, dass das Bodenkontaktelement zumindest teilweise in dem Fräsbett läuft bzw. über die Fräskanten 18 und 20 geführt wird und hinsichtlich seiner Längsneigung variabel gegenüber dem Maschinenrahmen 5 ist.
15 zeigt nun eine alternative Ausführungsform einer Bodenfräsmaschine 2, konkret in einer der im Wesentlichen der 7 entsprechenden Betriebssituationen. Zur Ausführungsform in der 15 wird im Wesentlichen auf die Besonderheiten und Unterschiede zu der vorhergehenden Bodenfräsmaschine 2 gemäß den 2-13 eingegangen werden. Im Übrigen wird auf die vorhergehenden Ausführungen auch zu dieser Maschine Bezug genommen.
Eine Besonderheit der Bodenfräsmaschine 2 der 15 gegenüber der vorhergehenden Variante besteht darin, dass sie eine Vielzahl von auf den Bodenuntergrund gerichteter visueller Erfassungseinrichtungen 21, insbesondere Kameras 21A bis 21D, aufweist, die zueinander ergänzend oder alternativ vorhanden sein können. Die Kamera 21A nimmt den in Arbeitsrichtung A vor der vorderen Fahreinrichtungen liegenden Bodenbereich auf. Die Kamera 21B erfasst dagegen den in Arbeitsrichtung A zwischen der vorderen Fahreinrichtungen und dem Fräswalzenkasten 10 liegenden Bodenbereich. Die Kamera 21C erfasst den in Arbeitsrichtung A zwischen der hinteren Fahreinrichtungen und dem Fräswalzenkasten 10 liegenden Bodenbereich. Die Kamera 21D schließlich erfasst den, insbesondere unmittelbar, in Arbeitsrichtung A hinter den hinteren Fahreinrichtungen 7 liegenden Bodenbereich. Die Kameras 21A bis 21D können zueinander ergänzend oder alternativ insbesondere zur Plausibilitätskontrolle der Steuereinheit genutzt werden, um beispielsweise sicherzustellen, dass Neigungsveränderungen der Längsneigungen LMR und/oder LHF und/oder LVF auf Änderungen der Bodenverhältnisse, beispielsweise durch ein Überfahren einer Fräskante, und nicht andere Faktoren zurückzuführen sind. Dies kann insbesondere auch unter Zuhilfenahme bildverarbeitender Softwarefunktionen der Steuereinheit 17, beispielsweise zur Identifikation von Höhenänderungen im Bodenbereich, erfolgen.
Beim Ausführungsbeispiel gemäß 15 ist ferner beispielhaft an dem Seitenschild 11 ein Längsneigungssensor vorgesehen, der eine Längsneigung LMS eines Seitenschildes 11 ermittelt und an die Steuereinheit 17 überträgt. Die Längsneigungsdaten LMS können beispielsweise ergänzend von der Steuereinheit 17 genutzt werden, um bestimmte Betriebssituationen, wie beispielsweise durch eine Höhenverstellung der Hubeinrichtungen ausgelöste Neigungsänderungen des Maschinenrahmens, klarer identifizieren zu können.
Eine weitere alternative Ausführungsform einer Bodenfräsmaschine 2 in Form einer selbstfahrenden Heckfräse ist in den 16A und 16B in einer Draufsicht gezeigt. Auch hierzu wird im Wesentlichen auf die vorhergehenden Ausführungen zur Funktionsweise des erfindungsgemäßen Steuer-und Regelungsverfahrens Bezug genommen. Eine Besonderheit derartiger Heckrotorfräsen liegt einerseits in der Anordnung der Fräswalze 9 im Heckbereich der Maschine zwischen den beiden hinteren Fahreinrichtungen 7. Ferner ist wenigstens eine der hinteren Fahreinrichtungen 7 häufig zwischen einer ausgestellten (16A) und einer in Arbeitsrichtung vor die Fräswalze ein geschwenkten Position (16B) verstellbar. Auch die Schwenkposition kann durch geeignete Sensoren detektiert und von der Steuereinheit 17 zur Steuerung der Hublage berücksichtigt werden.
17 schließlich veranschaulicht weitere Einzelheiten zur Funktionsweise der Steuereinheit 17. Zur Steuereinheit 17 gerichtete Pfeile bezeichnen dabei Informationen bzw. Signale, die der Steuereinheit 17 zugeführt werden. Von der Steuereinheit ausgehende Pfeile bezeichnen dagegen Steuersignale, die von der Steuereinheit 17 ausgegeben werden.
Ein Sensor 22 liefert Signale zur Längsneigung (LHF) des wenigstens einen Bodenkontaktelementes, beispielsweise eines hinteren Kettenlaufwerks, wie vorstehend beschrieben. Grundsätzlich kann es dabei ausreichen, wenn lediglich Signale eines einzigen Bodenkontaktelementes geliefert werden. Es ist aber auch möglich, dass beispielsweise im Fall von zwei hinteren Fahreinrichtungen für jede der hinteren Fahreinrichtungen ein Sensor 22 (22 und 22') (bzw. in 2 N2) individuelle Signale zur Längsneigung des jeweiligen Bodenkontaktelementes liefert. In diesem Falle kann die Steuereinheit 17 beispielsweise noch exakter das Überfahren einer Fräskante 18,20 erkennen und/oder in Sondersituationen zwischen einer rechtsseitigen und/oder einer linksseitigen Neigungsüberwachung umherschalten. Dies kann beispielsweise bei der Verwendung bezüglich der Axialerstreckung verkürzter Fräswalzensegmente relevant sein, wenn also beispielsweise nur eine der hinteren Fahreinrichtungen im Fräsbett läuft, die andere der hinteren Fahreinrichtungen jedoch auf der ungefrästen Bodenoberfläche läuft. Ergänzend oder alternativ kann auch für wenigstens eine der vorderen Fahreinrichtungen ein Längsneigungssensor 22'' und/oder 22''' (bzw. in 2 N3) zur Ermittlung der Längsneigung (LVF) wenigstens einer der vorderen Fahreinrichtungen vorgesehen sein. Auf diese Weise kann die Steuereinheit 17 auch in Arbeitsrichtung A vor der Fräswalze liegende Bodenniveauänderungen, beispielsweise Fräskanten vorhergehender Fräsprozesse etc., erkennen und berücksichtigen.
Ein weiterer Längsneigungssensor 23 (bzw. in 2 N1) zur Ermittlung der Längsneigung (LMR) des Maschinenrahmens ist am Maschinenrahmen angeordnet. Dieser liefert der Steuereinheit 17 Daten zur aktuellen Längsneigung LMR des Maschinenrahmens in Arbeitsrichtung. Auch hier ist es alternativ zu einer bezüglich der Maschinenbreite mittigen Anordnung möglich, diesen Längsneigungssensor 23 in Zuordnung zu einer der Maschinenseiten vorzusehen. In Ergänzung zu einem solchen einer Seite der Bodenfräsmaschine 2 zugeordneten Längsneigungssensor 23 kann zudem auch ein weiterer, beispielsweise der anderen Seite der Bodenfräsmaschine 2 zugeordneter Längsneigungssensor 23', vorgesehen sein.
Ergänzend zu den vorstehend beschriebenen Sensoren ist es ferner möglich, am Maschinenrahmen ferner wenigstens einen Querneigungssensor 24 anzuordnen, der zur Ermittlung der Neigung des Maschinenrahmens in Bezug zu einer Horizontalebene quer zur Arbeitsrichtung ausgebildet ist. Auf diese Weise kann die Steuereinheit ergänzend auch die Querneigung des Maschinenrahmens zur Steuerung einer oder mehrerer Hubeinrichtungen berücksichtigen.
Zum Ausführungsbeispiel gemäß 15 wurde bereits die ergänzende Nutzung optischer Bodenerfassungsvorrichtungen, wie beispielsweise Kameras 20 (konkret Kameras 20A bis 20D) erläutert. Diese können ebenfalls in signalleitender Verbindung mit der Steuereinheit 17 stehen.
Es können ferner Neigungsdaten eines oder mehrerer Seitenschilde von der Steuereinheit 17 berücksichtigt werden. Hierzu kann beispielsweise entweder direkt am Seitenschild selbst ein sich mit dem Seitenschild bewegender Rahmenneigungssensor vorgesehen sein oder ergänzend oder alternativ die Neigung des Seitenschildes gegenüber dem Maschinenrahmen ermittelt werden, beispielsweise aus der Hubverstellung zweier in Arbeitsrichtung hintereinander angeordneter Hubeinrichtungen des Seitenschildes. Weiter ergänzend oder alternativ kann es vorgesehen sein, einen Neigungsermittlung bezüglich des Seitenschildes nur auf einer Seite der Bodenfräsmaschine 2 vorzusehen oder alternativ hierzu an beiden Seitenschilden auf beiden Seiten der Maschine bzw. der Fräswalze, wie in 17 exemplarisch mit den Seitenschildneigungssensoren 25A (rechte Seite der Bodenfräsmaschine) und 25B (linke Seite der Bodenfräsmaschine) angegeben.
Die Steuereinheit kann ergänzend oder alternativ über geeignete Sensoren Informationen über weitere Betriebsparameter erhalten, beispielsweise über Betriebsparameter des Antriebsmotors der Bodenfräsmaschine mit einem Sensor 26 (beispielsweise hinsichtlich der Drehzahl, des Betriebszustandes etc.), Betriebsparameter der Fräswalze mit einem Sensor 27 (beispielsweise hinsichtlich der Drehzahl etc.), Betriebsparameter einer oder mehrerer der Fahreinrichtungen über einen oder mehrere Sensoren 28 (beispielsweise hinsichtlich der Drehrichtung und/oder Fortbewegungsgeschwindigkeit etc.) etc.
Auf Grundlage der vorstehend beschriebenen Parameter wenigstens umfassend die Sensordaten der Sensoren 22 und 23 und optional ergänzend unter Berücksichtigung weiterer Sensordaten zu Betriebsparametern, wie beispielhaft vorstehend angegeben, generiert die Steuereinheit 17 Stellsignale 31 für wenigstens eine der wenigstens einen Hubeinrichtung, die wenigstens eine hintere Fahreinrichtungen höhenverstellbar mit dem Maschinenrahmen der Bodenfräsmaschine 2 verbindet. Dies kann beispielsweise in der in 14 näher erläuterten Weise erfolgen. Zur Aufrechterhaltung und/oder Wiederherstellung der Nulllage bzw. Parallellage des Maschinenrahmens zum Bodenuntergrund bzw. gegenüber einer Referenzgeraden, wie beispielsweise einer Horizontalen, kann im Extremfall ausschließlich auf von der Steuereinheit berücksichtigte Längsneigungsdaten wenigstens eines Bodenkontaktelementes, bevorzugt einer der hinteren Fahreinrichtungen, und dem Maschinenrahmen zurückgegriffen werden. So ist es insbesondere auch nicht erforderlich, Hubverstellung im oder Änderungen der Hublage einzelner oder mehrerer Hubeinrichtungen absolut oder relativ zu Messen. Dies kann zwar als weiterer Betriebsparameter ermittelt und der Steuereinheit 17 zugeführt werden. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dies aber nicht erforderlich. Insoweit sind Hublagesensoren 29A und 29B für hintere Fahreinrichtungen und 30A und 30B für vordere Fahreinrichtungen optional.
Bezugnehmend erneut auf die 1 ergibt sich aus der vorhergehenden Beschreibung, dass das erfindungsgemäße Verfahren somit optional um weitere Verfahrensschritte erweiterbar ist.
18 bis 20 zeigen einen weiteren Betriebsablauf, konkret das Absenken und Eintauchen der Fräswalze in den Bodenuntergrund bis zum Erreichen der gewünschten Frästiefe und das Ausrichten des abgesenkten Maschinenrahmens in einer parallel zur Ausgangslage verlaufenden Position. Der gezeigte Ablauf ist ohne weiteres auch auf eine Fräse mit in Arbeitsrichtung A zwischen den vorderen und hinteren Fahreinrichtungen 6 und 7 angeordneter Fräswalze 16 anwendbar. Der Unterschied zu den in den vorhergehenden Figuren diskutierten Abläufen liegt im Wesentlichen darin, dass zunächst der Heckbereich durch Einfahren der hinteren Hubeinrichtungen 8B abgesenkt wird und der Frontbereich beim Erreichen der gewünschten Frästiefe durch Einfahren der vorderen Hubeinrichtungen 8A nachgeführt wird. 18 zeigt eine Ausgangsposition mit angehobener Fräswalze. Die LVF und LFH verlaufen parallel zum Bodenuntergrund, wie auch die LMR (jeweils ermittelt über beispielsweise die Sensoren N1 bis N3). 19 zeigt die Maschine 2 mit abgesenktem Heckbereich. Hierbei taucht die Fräswalze beispielsweise bereits soweit in den Bodenuntergrund ein, dass die gewünschte Frästiefe erreicht ist. Damit ist der Maschinenrahmen gegenüber der Bodenoberfläche um den Winkel W geneigt (LMR). Bis zu 20 werden nun auch die vorderen Hubeinrichtungen 8A soweit eingefahren, bis die Maschinenrahmenlängsneigung LMR wieder der Ausgangsneigung, im vorliegenden Ausführungsbeispiel somit Null, beträgt. Hinsichtlich der einzelnen Komponenten der Maschine in den 18 bis 20 sowie deren Funktionsweise wird auf die vorhergehenden Ausführungen Bezug genommen.
Die 21A bis 21 E zeigen nun das Verhalten verschiedener Betriebsparameter zueinander, die von der Steuereinheit 17 genutzt werden können, um die erneute Ausrichtung der Maschine parallel zum Bodenuntergrund, wie in den 18 bis 20 gezeigt, zu steuern. Wie vorstehend bereits beschrieben, nimmt die Maschinenrahmenlängsneigung LMR von der 18 zur 19 durch das Absenken des Heckbereiches einen positiven Winkelwert W an, wohingegen die Längsneigung der Fahreinrichtungen (dies kann LHF und/oder LVF betreffen) unverändert bleibt. Ein möglicher Betriebsparameter für eine durch die Steuereinheit 17 durchgeführte Betriebssituationsidentifikation und Plausibilitätsprüfung kann beispielsweise eine Überwachung der Fahrgeschwindigkeit sein, die vorliegend Null beträgt. Die Maschine bewegt sich für den in den 18 bis 20 gezeigten Vorgang somit nicht von der Stelle (die Geschwindigkeitslinie in der 21E am unteren Rand soll lediglich verdeutlichen, dass die Geschwindigkeit in diesem Fall konstant Null ist. Damit kann die Neigungsveränderung des Maschinenrahmens nur auf eine Veränderung der Hubstellung der Hubeinrichtungen zurückzuführen sein und nicht auf eine Veränderung der Bodenbeschaffenheit. Ergänzend oder alternativ kann die Steuereinheit 17 auch den Umstand nutzen, dass die hinteren Hubsäulen eingefahren werden. Die Hubverstellung der vorderen Hubeinrichtungen 8A von 19 zu 20 kann nun beispielsweise selbsttätig von der Steuereinheit 17 gesteuert werden und zwar bis zu dem Punkt, in dem die Maschinenrahmenlängsneigung wieder den Ausgangswert (vorliegend Null) einnimmt.
Es versteht sich, dass das Nachführen grundsätzlich nicht erst dann erfolgen muss, wenn eine Einfahrbewegung von Hubeinrichtungen bis zu der geplanten Endposition erfolgt ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass in Abschnitten bzw. inkrementell nachgeführt wird, womit die Maschine beim Absenken und oder Anheben somit beispielsweise eine leicht Schaukelbewegung in Maschinenlängsrichtung durchführt. Für die in den 18 bis 21E gezeigte Ausführungsform kann dies beispielsweise bedeuten, dass die dort gezeigten Bewegungen nicht streng getrennt und nacheinander ablaufen, sondern beispielsweise das Einfahren der vorderen Hubeinrichtungen durch die Steuereinheit immer dann initiiert wird, wenn ein Maschinenrahmenlängsneigungsgrenzwert LMR überschritten worden ist. Dies kann sogar so gewählt werden, dass der Maschinenrahmen nur mit einer vergleichsweise geringen Maschinenrahmenlängsneigung LMR praktisch parallel zum Boden abgesenkt wird.
Dies kann grundsätzlich sogar so weit gehen, dass Phasen vorgesehen sind, in denen eine Parallelverstellung bzw. eine gleichzeitige Verstellung vorderer und hinterer Hubeinrichtungen erfolgt. Eine Möglichkeit, dies zu erreichen, ist beispielsweise in den 25 bis 26E näher gezeigt, wobei das darin veranschaulichte Prinzip weder hinsichtlich der Art der Bodenfräsmaschine noch hinsichtlich der beispielhaft herangezogenen Betriebsszenarios beschränkend zu verstehen ist. Die 22 bis 25 zeigen dabei verschiedenen Positionen der Bodenfräsmaschine 2 beim Eintauchen der Fräswalze in den Bodenuntergrund bis zum Erreichen der gewünschten Frästiefe FT. Die 26A bis 26E dagegen zeigen erneut Übersichtsdiagramme zu Neigungsdaten (26A und B), Hubwegpositionen (der Hubeinrichtungen der vorderen Fahreinrichtungen in der 26C und der Hubeinrichtungen der hinteren Fahreinrichtungen in 26D) und der Fahrgeschwindigkeit ( 26E) für den in den 22 bis 25 gezeigten Ablauf. Im Wesentlichen wird auf die Erläuterungen zu den vorhergehenden Figuren Bezug genommen, in Bezug auf die Übersichtsdiagramme insbesondere auf die 14A bis E sowie 21A bis E. In der 22 befindet sich die Bodenfräsmaschine 2 in der Nullposition (vergleichbar mit der 3). Ausgehend von der Position in der 22, in der die Fräswalze noch nicht in den Bodenuntergrund eintaucht, wird der Fräswalze 9 nun durch ein Einfahren der vorderen Hubeinrichtungen 8A weiter abgesenkt. Dadurch steigt die Maschinenrahmenlängsneigung vom Betrag her an. Dies veranschaulichen beispielsweise insbesondere die 26A und 26C. In 23 erreicht die Maschinenrahmenlängsneigung LMR vom Betrag her einen festgelegten Grenzwert GW (vorliegend absolut gesehen -GW). Dieser Grenzwert kann in der Steuereinheit hinterlegt sein und beispielsweise vom Fahrer definiert oder ab Werk vorgegeben sein. Beim Erreichen des Grenzwertes GW erfolgt nun ein zum weiteren Einfahren der vorderen Hubeinrichtungen 8A gleichzeitiges und von der Steuereinheit automatisch gesteuertes Einfahren der hinteren Hubeinrichtungen 8B, so dass der Maschinenrahmenlängsneigungswert beim Grenzwert GW (konkret -GW) konstant gehalten wird. Dies ist in der Phase von der 23 zur 24 gezeigt und insbesondere hierzu ergänzend aus den 26A, 26C und 26D ersichtlich. In 24 haben die vorderen Hubsäulen 8A ihre Endposition erreicht. Von da ausgehend werden nun bis 25 noch die hinteren Hubsäulen 8B nachgeführt, bis die Maschinenrahmenlängsneigung LMR wieder ihren Ausgangswert, insbesondere die Nulllage bzw. parallel zur Nulllage erreicht hat. Während des in den 22 bis 25 dargestellten Vorgangs ändert sich die Längsneigung des Bodenkontaktelementes LHF nicht (26B). Ferner bewegt sich die Maschine nicht in Arbeitsrichtung A (26E). Es ist allerdings auch möglich, dass das vorstehend beschriebene grenzwertabhängige gleichzeitige Verstellen der vorderen und der hinteren Fahreinrichtungen 8A und 8B während der Fahrt der Bodenfräsmaschine 2, beispielsweise beim Überfahren eines Bodenhindernisses, erfolgt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010050441 A1 [0002, 0006, 0018, 0019]
DE 102015016678 A1 [0002]
DE 102014010488 A1 [0002]
EP 1924746 A1 [0003]
DE 102012019016 A1 [0006]
DE 102014000236 A1 [0016]
DE 102010016183 B4 [0024]
DE 102010053038 A1 [0024]
DE 102006027244 A1 [0024]

Claims

Verfahren (1) zur Regulierung der Höhenverstellung eines höhenverstellbaren Fahrwerkes einer selbstfahrenden Bodenfräsmaschine (2), insbesondere einer Straßenfräse, wobei die Bodenfräsmaschine (2) - einen Maschinenrahmen (5), - vordere und hintere Fahreinrichtungen (6, 7), wobei wenigstens eine Fahreinrichtung (7) über eine höhenverstellbare Hubeinrichtung (8A, 8B) mit dem Maschinenrahmen (5) verbunden ist, - eine am Maschinenrahmen (5) gelagerte Fräswalze (9), - einen am Maschinenrahmen (5) angeordneten Rahmenneigungssensor (N1) zur Erfassung der Neigung (LMR) des Maschinenrahmens (5) in Arbeitsrichtung (A) und - wenigstens einen an einem relativ zum Maschinenrahmen (5) verstellbaren Bodenkontaktelement (6, 7, 11) angeordneten Bodenkontaktelementneigungssensor (N2, N3) zur Erfassung der Neigung (LHF, LVF) des Bodenkontaktelementes (6, 7, 11) in Arbeitsrichtung (A), und - eine Steuereinheit (17), die die wenigstens eine hintere höhenverstellbare Hubeinrichtung (8B) in Abhängigkeit von über den Rahmenneigungssensor (N1) und den Bodenkontaktelementneigungssensor (N2, N3) ermittelten Neigungsdaten steuert, umfassend die Schritte a) Ermitteln und Überwachen (3A) einer Neigung (LMR) des Maschinenrahmens (5) und/oder einer Veränderung der Neigung (LMR) des Maschinenrahmens (5) in Arbeitsrichtung (A) und Ermitteln und Überwachen (3B) einer Neigung (LHF, LVF, LMS) des Bodenkontaktelementes (6, 7, 11) und/oder einer Veränderung der Neigung (LHF, LVF, LMS) des Bodenkontaktelementes (6, 7, 11) in Arbeitsrichtung (A) oder b) Ermitteln und Überwachen (3A) einer Neigungsdifferenz zwischen der Neigung des Maschinenrahmens (LMR) und/oder einer Veränderung der Neigung des Maschinenrahmens (5) in Arbeitsrichtung (A) und einer Neigung (LHF, LVF, LMS) des Bodenkontaktelementes (6, 7, 11) und/oder einer Veränderung der Neigung (LHF, LVF, LMS) des Bodenkontaktelementes (6, 7, 11) in Arbeitsrichtung (A), c) Steuern (4) der Hubverstellung der Hubeinrichtung (8B) in Abhängigkeit von der ermittelten und überwachten Neigungen (LMR, LHF, LVF) und/oder Veränderungen der Neigungen (LMR, LHF, LVF) des Maschinenrahmens (5) und des Bodenkontaktelementes (6, 7, 11) und/oder von der Neigungsdifferenz.
Verfahren (1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ermitteln der Neigung (LHF, LVF) und/oder der Veränderung der Neigung (LHF, LVF) des Bodenkontaktelementes und/oder der Neigungsdifferenz das Ermitteln der Neigung und/oder der Veränderung der Neigung (LHF, LVF) eines Kettenlaufwerkes (6, 7) und/oder eines Seitenschildes (11) umfasst.
Verfahren (1) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ermitteln und Überwachen gemäß den Schritten a) und/oder b) wegstrecken- und/oder zeitabhängig erfolgt.
Verfahren (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Steuern (4) der Hubverstellung ferner wenigstens einer der folgenden Verfahrensschritte mit berücksichtigt wird: - Ermitteln (32) eines Betriebszustandes der Fräswalze; - Ermitteln (33) eines Betriebszustandes einer Fahreinrichtung; - Ermitteln (34) des Betriebszustandes eines Antriebsmotors, insbesondere eines Diesel- oder eines Hydraulikmotors; - Ermitteln (35) des Hubzustandes einer Hubeinrichtung einer oder mehrerer vorderer Fahreinrichtungen.
Verfahren (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ermitteln und Überwachen der Neigung und/oder der Veränderung der Neigung und/oder der Neigungsdifferenz gemäß den Schritten a) und/oder b) getrennt voneinander beidseits der Bodenfräsmaschine (2) erfolgt.
Verfahren (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in Bezug auf eine absolute Neigung und/oder Veränderung der Neigung und/oder der Neigungsdifferenz wenigstens ein Grenzwert in der Steuereinheit (17) hinterlegt ist, und dass 1. ein Überwachen durch die Steuereinheit (17) dahingehend erfolgt, ob diese absolute Neigung und/oder die Veränderung der Neigung und/oder die Neigungsdifferenz diesen wenigstens einen Grenzwert über- oder unterschreitet und dass, 2. bei einem Über- oder Unterschreiten dieses Grenzwertes durch die Steuereinheit (17) Maßnahmen eingeleitet (37) werden, die einem Kippen der Bodenfräsmaschine entgegenwirken.
Verfahren (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (17) auf der Grundlage wenigstens eines Betriebsparameters der Bodenfräsmaschine (2) und einer ermittelten und überwachten Neigung und/oder Veränderung der Neigung und/oder der Neigungsdifferenz eine Plausibilitätskontrolle (36) dahingehend durchführt, ob die Änderung der Neigung und/oder der Neigungsdifferenz mit einem Fräsprozess assoziiert ist oder nicht.
Verfahren (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuern (4) der Hubverstellung der Hubeinrichtung (8A, 8B) einer vorderen Fahreinrichtung gleichzeitig mit der Hubverstellung einer hinteren Fahreinrichtung erfolgt oder umgekehrt.
Selbstfahrenden Bodenfräsmaschine (2), insbesondere Straßenfräse, umfassend - einen Maschinenrahmen (5), - vordere und hintere Fahreinrichtungen (6, 7), wobei wenigstens eine Fahreinrichtung (7) über eine höhenverstellbare Hubeinrichtung (8B) mit dem Maschinenrahmen (5) verbunden ist, - eine am Maschinenrahmen (5) gelagerte Fräswalze (9), - einen am Maschinenrahmen (5) angeordneten Rahmenneigungssensor (N1), der derart ausgebildet ist, dass er die Neigung (LMR) und/oder die Neigungsänderung des Maschinenrahmens (5) in Arbeitsrichtung (A) erfasst und überwacht, - einen an einem relativ zum Maschinenrahmen (5) verstellbaren Bodenkontaktelement (6, 7, 11) angeordneten Bodenkontaktelementneigungssensor (N2, N3), der derart ausgebildet ist, dass er die Neigung (LHF, LVF, LMS) und/oder die Neigungsänderung des Bodenkontaktelementes (6, 7, 11) in Arbeitsrichtung erfasst (A) und überwacht, - eine Steuereinheit (17), die zur Steuerung der Höhenverstellung der wenigstens einen höhenverstellbaren Hubeinrichtung (8B) ausgebildet ist, wobei die Steuereinheit (17) die Höhenverstellung der Hubeinrichtung (8B) in Abhängigkeit von über den Rahmenneigungssensor (N1) und den Bodenkontaktelementneigungssensor (N2, N3) ermittelte und/oder überwachte Neigungsdaten steuert.
Selbstfahrenden Bodenfräsmaschine (2) gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (17) zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist.
Selbstfahrenden Bodenfräsmaschine (2) gemäß einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmenneigungssensor (N1) und/oder der Bodenkontaktelementneigungssensor (N2, N3) ein Gyroskopsensor ist.
Selbstfahrenden Bodenfräsmaschine (2) gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Bodenkontaktelementneigungssensor (N2, N3) an einem Kettenlaufwerk oder an einem Seitenschild (11) des Fräswalzenkasten (10) oder an einem Bodengleiter angeordnet ist.
Selbstfahrenden Bodenfräsmaschine (2) gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Bodenkontaktelementneigungssensoren (N2, N3) vorhanden sind, die jeweils an einem relativ zum Maschinenrahmen (5) verstellbaren Bodenkontaktelement angeordnet sind, wobei diese beiden Bodenkontaktelemente auf zwei einander bezüglich der horizontalen Längsmittelachse der Bodenfräsmaschine (2) gegenüberliegenden Seiten der Bodenfräsmaschine (2) angeordnet sind.
Selbstfahrenden Bodenfräsmaschine (2) gemäß einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenfräsmaschine (2) zwei hintere über jeweils eine Hubeinrichtung (8B) mit dem Maschinenrahmen (5) verbundene Fahreinrichtungen (7) aufweist, wobei jede der hinteren Fahreinrichtungen (7) jeweils einen mit der Steuereinheit (17) verbundenen Bodenkontaktelementneigungssensor (N2) umfasst.
Selbstfahrenden Bodenfräsmaschine (2) gemäß einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenfräsmaschine (2) wenigstens einen der folgenden Sensoren umfasst: - einen Betriebssensor des Antriebsmotors der Bodenfräsmaschine (2), der ermittelt, wie die aktuelle Drehzahl oder die aktuelle Leistungsabgabe oder der aktuelle Betriebszustand des Antriebsmotors ist, - einen Betriebssensor eines Hydraulikmotors oder einer Hydraulikpumpe, der ermittelt, wie hoch die aktuelle Leistung oder aktuelle Drehzahl des Hydraulikmotors oder der Hydraulikpumpe ist, - einen Drehzahlsensor, der ermittelt, wie hoch die aktuelle Drehzahl der Fräswalze (9) ist, - einen Wegsensor, der die pro Zeiteinheit durch eine der Fahreinrichtungen (6, 7) zurückgelegte Wegstrecke ermittelt, - einen Hubwegsensor, der die relative Hubverstellung und/oder die absolute Hubposition der höhenverstellbaren Hubeinrichtung (8A, 8B) ermittelt, - einen Querneigungssensor, die die Neigung des Maschinenrahmens (5) in Bezug auf eine horizontale Referenzebene quer zur Arbeitsrichtung (A) ermittelt, - einen Bodenbeschaffenheitssensor, insbesondere einen Laserscanner oder eine Kamera (21), insbesondere zur räumlichen Erfassung der Bodenbeschaffenheit, wobei der wenigstens eine Sensor die von ihm ermittelten Daten über eine Datenleitung an die Steuereinheit (17) übermittelt, und wobei die Steuereinheit (17) derart ausgebildet ist, dass sie die Höhenverstellung der wenigstens einen hinteren höhenverstellbaren Hubeinrichtung (8B) auch unter Berücksichtigung der Daten des wenigstens einen Sensors steuert.
Selbstfahrenden Bodenfräsmaschine (2) gemäß einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (17) eine Plausibilitätskontrolle umfasst, die derart ausgebildet ist, dass eine Differenzierung zwischen mit dem Fräsprozess assoziierten Änderungen der Neigung und nicht mit dem Fräsprozess assoziierten Änderungen der Neigung erfolgt.
Selbstfahrenden Bodenfräsmaschine (2) gemäß einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (17) eine grenzwertbasierte Kippüberwachung aufweist.