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Gebiet der Technik
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Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen eine Planiermaschine und, insbesondere, ein Kreisantrieb-Steuersystem für eine Planiermaschine.
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Stand der Technik
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Die vorliegende Offenbarung betrifft mobile Maschinen, die beim Planieren verwendet werden. Planiermaschinen werden normalerweise zum Schneiden, Verteilen oder Nivellieren von Material verwendet, das eine Bodenfläche bildet. Zum Durchführen derartiger Erdreichformungsaufgaben beinhalten Planiermaschinen ein Schild, auch als Schar oder Arbeitsgerät bezeichnet. Das Schild bewegt relativ kleine Mengen an Erde von Seite zu Seite, im Vergleich zu einem Bulldozer oder einer anderen Maschine, die größere Mengen an Erde bewegt. Planiermaschinen werden häufig zur Bildung einer Vielzahl von Erdreichanordnungen verwendet, die es häufig erfordern, dass das Schild je nach Formungsaufgabe und/oder dem zu formenden Material in verschiedene Positionen und/oder Ausrichtungen positioniert wird. Die unterschiedlichen Schildpositionen können den Schildschnittwinkel beinhalten.
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Ein Kreisantrieb kann eine Position eines mit dem Schild gekoppelten Kreises steuern und somit den Schildschnittwinkel einstellen. Unterschiedliche Schildpositionen können unterschiedliche Drehmomente erfordern, um das Schild zu verstellen, insbesondere wenn das Schild mit Material in Eingriff steht. Durch Drehen des Kreises und des Schildes, während das Schild unter einer übermäßigen Last ist, kann es zu Schlupf im Kreisantrieb, zu einer übermäßigen Wärmeerzeugung und zu Verschleiß der Kupplung und anderer Getriebekomponenten kommen. Dass US-Patent Nr.
9,540,787 , das West et. al. am 10. Januar 2017 erteilt wurde („das '787-Patent“), beschreibt eine Vorrichtung zum Positionieren eines Kreises und einer Schar in Bezug auf einen Rahmen einer Planiermaschine. Das '787-Patent beinhaltet einen Kreisantriebsmotor zur Steuerung des Kreises und der Schar, wobei der Kreisantriebsmotor mit einer Zahnradvorrichtung mit einer Abtriebswelle gekoppelt ist, die so ausgebildet ist, dass sie in den Kreis eingreift und diesen in Bezug auf den Maschinenrahmen dreht. Das '787-Patent beinhaltet ein System zum Überwachen des Betriebs eines hydraulischen Kreisantriebsmotors und zum Überwachen des Drucks an einer Hydraulikpumpe. Das '787-Patent deaktiviert den Hydraulikmotor, wenn ein übermäßiger Hydraulikdruck erkannt wird. Das '787-Patent überwacht jedoch nicht die Position oder die Bewegung des Kreises und der Schar zusammen mit der Last an der Schar, um dazu beizutragen, Schäden am Kreisantriebsmotor oder anderen Komponenten des Kreisantriebssystems zu verhindern.
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Das System für eine Planiermaschine der vorliegenden Offenbarung kann eines oder mehrere der vorhergehend aufgeführten Probleme und/oder andere Probleme des Standes der Technik lösen. Der Umfang der aktuellen Offenbarung wird jedoch durch die beigefügten Ansprüche definiert, und nicht durch die Fähigkeit, irgendein spezifisches Problem zu lösen.
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Kurzdarstellung
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In einem Aspekt kann ein Steuersystem für eine Planiermaschine einen Kreiswinkelsensor beinhalten, der mit einem Kreis gekoppelt ist. Der Kreis kann mit einem Planierschild gekoppelt sein und dieses tragen, und der Kreiswinkelsensor kann ausgebildet sein, dass er eine Winkelposition des Kreises misst. Das Steuersystem kann zudem einen Schildlastsensor beinhalten, der so ausgebildet ist, dass er eine Last am Planierschild misst. Das Steuersystem kann zudem ein Kreisantriebssystem beinhalten, das einen Kreisantriebsmotor und eine Steuerung beinhaltet. Der Kreisantriebsmotor kann so ausgebildet sein, dass er den Kreis um eine Kreisachse in Eingriff bringt und dreht, und die Steuerung kann so ausgebildet sein, dass sie die Drehung des Kreises unter einem Kreisdrehbefehl durch Überwachen der Winkelposition des Kreises und der Last am Planierschild steuert.
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In einem weiteren Aspekt kann ein Verfahren zum Betreiben und Überwachen eines Planierschilds das Empfangen eines Kreisdrehbefehls beinhalten, wobei der Kreisdrehbefehl eine Positionierung eines Kreises beinhaltet, der mit einem Planierschild gekoppelt ist, und das Bestimmen, ob eine Last am Planierschild unter einem Schwellenwert liegt. Wenn bestimmt wird, dass die Last am Planierschild unter dem Schwellenwert liegt, kann das Verfahren das Initiieren des Kreisdrehbefehls durch Antreiben des Kreises mit einem Kreisantriebssystem beinhalten. Wenn bestimmt wird, dass die Last am Planierschild nicht unter dem Schwellenwert liegt, kann das Verfahren das Deaktivieren des Kreisdrehbefehls beinhalten.
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In einem weiteren Aspekt kann ein Steuersystem für eine Planiermaschine einen Kreiswinkelsensor beinhalten, der mit einem Kreis gekoppelt ist. Der Kreis kann mit einem Planierschild gekoppelt sein und dieses tragen, und der Kreiswinkelsensor kann ausgebildet sein, dass er eine Winkelposition des Kreises misst. Das Steuersystem kann auch ein Kreisantriebssystem beinhalten, das einen Kreisantriebsmotor und eine Steuerung beinhaltet. Der Kreisantriebsmotor kann so ausgebildet sein, dass er den Kreis um eine Kreisachse in Eingriff bringt und dreht, und die Steuerung kann so ausgebildet sein, dass sie die Drehung des Kreises unter einem Kreisdrehbefehl durch Überwachen einer Winkelposition des Kreises steuert. In Reaktion auf den Drehbefehl kann die Steuerung so ausgebildet sein, dass sie bestimmt, ob sich der Kreis dreht, und wenn bestimmt wird, dass sich der Kreis nicht dreht, kann die Steuerung den Kreisdrehbefehl deaktivieren.
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Figurenliste
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Die beigefügten Zeichnungen, die in diese Spezifikation einbezogen sind und einen Teil dieser Spezifikation darstellen, veranschaulichen verschiedene exemplarische Ausführungsformen und dienen zusammen mit der Beschreibung zur Erklärung der Prinzipien der offenbarten Ausführungsformen.
- 1 ist eine Veranschaulichung einer exemplarischen Planiermaschine gemäß Aspekten dieser Offenbarung.
- 2 ist eine perspektivische Ansicht des Planierteils der Planiermaschine von 1.
- 3 ist eine schematische Ansicht eines Teils eines Steuersystems für die exemplarische Maschine von 1.
- 4 stellt ein Ablaufdiagramm bereit, das ein exemplarisches Verfahren zum Überwachen und/oder Steuern der Position eines Kreises während eines Planiervorgangs darstellt.
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Ausführliche Beschreibung
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Sowohl die vorhergehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung sind nur exemplarisch und erläuternd und schränken die Merkmale, wie beansprucht, nicht ein. Wie hierin verwendet, sollen die Begriffe „umfasst“, „umfassend“, „aufweisen“, „aufweisend“, „beinhaltet“, „beinhaltend“ oder andere Varianten davon einen nicht ausschließlichen Einschluss abdecken, sodass ein Prozess, ein Verfahren, ein Artikel oder eine Vorrichtung, der/die/das eine Liste von Elementen umfasst, nicht nur diese Elemente beinhaltet, sondern auch andere Elemente beinhalten kann, die nicht ausdrücklich aufgeführt oder für einen solchen Prozess, ein solches Verfahren, einen solchen Artikel oder eine solche Vorrichtung inhärent ist.
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Für den Zweck dieser Offenbarung wird der Begriff „Bodenfläche“ umfassend verwendet, um sich auf alle Arten von Flächen oder Material zu beziehen, die bei Materialbewegungsverfahren bearbeitet werden (z. B. Kies, Lehm, Sand, Schmutz usw.) und/oder geschnitten, verteilt, geformt, geglättet, nivelliert, planiert oder anderweitig bearbeitet werden können. Sofern nicht anders angegeben, werden in dieser Offenbarung relative Begriffe, wie z. B. „etwa“, „im Wesentlichen“ oder „ungefähr“ verwendet, um eine mögliche Abweichung von ±10 % bei dem angegebenen Wert anzugeben.
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1 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht eines exemplarischen Motorgraders 10 (im Folgenden „Motorgrader“) gemäß der vorliegenden Offenbarung. Der Motorgrader 10 beinhaltet einen vorderen Rahmen 12, einen hinteren Rahmen 14 und ein Schild 16. Der vordere Rahmen 12 und der hintere Rahmen 14 werden von den Rädern 18 getragen. Eine Fahrerkabine 20 kann über einer Kupplung des vorderen Rahmens 12 und des hinteren Rahmens 14 angebracht sein und kann verschiedene Steuerungen, Anzeigeeinheiten, Berührungsbildschirme oder Benutzeroberflächen, beispielsweise die Benutzeroberfläche 104, beinhalten, um den Motorgrader 10 zu bedienen oder seinen Status zu überwachen. Der hintere Rahmen 14 beinhaltet außerdem einen Motor 22, um den Motorgrader 10 anzutreiben und/oder mit Energie zu versorgen. Das Schild 16, zuweilen auch als Schar bezeichnet, wird zum Schneiden, Verteilen oder Nivellieren (zusammen „Formen“) von Erde oder anderem Material verwendet, das von dem Motorgrader 10 gequert wird. Wie in 2 näher dargestellt, ist das Schild 16 an einer Gestängeanordnung befestigt, die bei 24 im Allgemeinen dargestellt ist. Die Gestängeanordnung 24 ermöglicht das Bewegen des Schildes 16 in eine Vielzahl von verschiedenen Positionen und Ausrichtungen in Bezug auf den Motorgrader 10 und somit das Formen der Bodenoberfläche in unterschiedlicher Weise. Zusätzlich kann ein Kreisantriebssystem 40 einen Motor beinhalten oder mit diesem gekoppelt sein, und das Kreisantriebssystem 40 kann eine Getriebeanordnung beinhalten, um in einen Kreis 46 (1 und 2) einzugreifen und diesen zu drehen, um mindestens einen Aspekt des Schildes 16 einzustellen.
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Zusätzlich kann eine Steuerung 102 mit ein oder mehreren Funktionen des Motorgraders 10 kommunizieren und Eingaben von der Benutzeroberfläche 104 in Kabine 20 oder einer vom Motorgrader 10 entfernten Schnittstelle empfangen und Ausgaben an diese senden. In einem Aspekt kann der Motorgrader 10 ein elektrohydraulischer Motorgrader sein und das Steuergerät 102 kann ein oder mehrere elektrische Schalter oder Ventile steuern, um ein oder mehrere Hydraulikzylinder oder elektrische Elemente zu steuern, um den Motorgrader 10 zu betreiben. Darüber hinaus kann, wie unten in Bezug auf 2 und 3 erörtert, eine Vielzahl von Sensoren mit der Steuerung 102 in Verbindung sein.
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Ausgehend von der Vorderseite des Motorgraders 10 und nach hinten zum Schild 16 weiter gehend, beinhaltet die Gestängeanordnung 24 eine Zugstange 26. Die Zugstange 26 ist mit einem Kugelgelenk (nicht dargestellt) am vorderen Rahmen 12 schwenkbar montiert. Die Position der Zugstange 26 kann durch Hydraulikzylinder gesteuert werden, einschließlich z. B. einen rechten Hubzylinder 28, einen linken Hubzylinder 30, einen Seitenschubzylinder 32 und eine Verbindungsstange 34. Eine Höhe des Schildes 16 in Bezug auf die Fläche, die unter dem Motorgrader 10 gequert wird, allgemein als Schildhöhe bezeichnet, kann hauptsächlich mit dem rechten Hubzylinder 28 und dem linken Hubzylinder 30 gesteuert und/oder angepasst werden. Der rechte Hubzylinder 28 und der linke Hubzylinder 30 können unabhängig voneinander gesteuert werden und können somit verwendet werden, um einen Boden des Schildes 16 zu kippen, welches ein unteres Schneidmesser 36 und eine obere Kante 38 beinhaltet. Basierend auf den Positionen des rechten Hubzylinders 28 und des linken Hubzylinders 30 kann das Schneidmesser 36 in Bezug auf das gequerte Material gekippt werden, sodass die die Hubzylinder 28 und 30 eine Schildneigung steuern können. Der rechte Hubzylinder 28 und der linke Hubzylinder 30 können auch verwendet (z. B. gleichzeitig aus- oder eingefahren) werden, um die Höhe des Schildes 16 in Bezug auf den Motorgrader 10 zu steuern, um die Tiefe des Schnitts in die Bodenoberfläche oder eine Höhe des Schildes 16 über der Bodenoberfläche zu kontrollieren. So können beispielsweise bei einem aggressiven Schnitt- oder Formgebungsverfahren der rechte Hubzylinder 28 und der linke Hubzylinder 30 so ausgefahren werden, dass das Schild 16 vom Motorgrader 10 weg auf eine geringere Tiefe ausgefahren wird. Wenn der Motorgrader 10 andererseits ein leichtes Formgebungsverfahren durchführt, eine Bodenoberfläche zwischen den Formgebungsverfahren überquert oder wenn es anderweitig wünschenswert ist, dass das Schild 16 die Bodenoberfläche nicht berührt, können der rechte Hubzylinder 28 und der linke Hubzylinder 30 zurückgezogen werden, sodass die Zugstange 26 und das Schild 16 in Richtung Motorgrader 10 angehoben werden.
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Der Seitenschubzylinder 32 und die Verbindungsstange 34 können hauptsächlich dafür verwendet werden, eine seitliche Position der Zugstange 26 und beliebiger Komponenten, die an der Zugstange 26 montiert sind, in Bezug auf den vorderen Rahmen 12 zu verschieben. Diese seitliche Verschiebung wird üblicherweise als Zugstangenseitenschub bezeichnet. Der Seitenschubzylinder 32 kann mit einem Ende an die Zugstange 26 und mit einem anderen Ende schwenkbar an die Verbindungsstange 34 gekoppelt werden. Die Verbindungsstange 34 kann eine Vielzahl von Positionslöchern 70 beinhalten, um den Seitenschubzylinder 32 selektiv nach links oder rechts zu positionieren, um eine weitere Verschiebung der Zugstange 26 zu einer linken oder rechten Seite des Motorgraders 10 durch den Seitenschubzylinder 32 zu ermöglichen.
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Wie in 2 dargestellt, ist die Zugstange 26 an eine große, flache Platte, die üblicherweise als Jochplatte 44 bezeichnet wird, gekoppelt. Unterhalb der Jochplatte 44 befindet sich ein großes Zahnrad, üblicherweise als Kreis 46 bezeichnet. Auch wenn nicht dargestellt, kann der Kreis 46 eine Vielzahl von Zähnen beinhalten, die sich entlang eines inneren Abschnitts des Kreises 46 erstrecken. Das Kreis 46 und das Schild 16 können über Tragarme 39 und eine Tragplatte 41 gekoppelt sein (1).
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Der Kreis 46 kann durch das Kreisantriebssystem 40 gedreht werden. Das Kreisantriebssystem 40 kann einen Kreisantriebsmotor 48 und ein Getriebe 50 beinhalten. Der Kreisantriebsmotor 48 kann ein Hydraulikmotor sein, der an ein oder mehrere Hydraulikleitungen 60 gekoppelt ist und mit der Steuerung 102 und/oder der Benutzeroberfläche 104 in Verbindung stehen kann.
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Alternativ kann der Kreisantriebsmotor 48 ein Elektromotor oder jeder andere geeignete Motortyp sein. Der Kreisantriebsmotor 48 kann jeder Motor sein, der eine Drehabtriebswelle beinhaltet oder mit dieser gekoppelt ist, beispielsweise ein Getriebemotor, ein Lamellenmotor, ein Axialkolbenmotor, ein Radialkolbenmotor usw.
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Der Getriebekasten 50 kann mit dem Kreisantriebsmotor 48 direkt gekoppelt sein oder er kann über eine Zahnradkupplung (nicht dargestellt) mit dem Kreisantriebsmotor 48 gekoppelt sein.
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Wie in 2 dargestellt, kann der Getriebekasten 50 sich seitlich neben dem Kreisantriebsmotor 48 befinden. Darüber hinaus kann der Getriebekasten 50 eine beliebige Zahnradanordnung beinhalten, um die Drehung des Kreises 46 anzutreiben, zum Beispiel ein oder mehrere epizyklische oder Planetenradanordnungen, ein oder mehrere Stirnräder, ein oder mehrere Schneckenräder usw. Auch wenn nicht dargestellt, kann der Getriebekasten 50 eine Abtriebswelle beinhalten, die mit den Zähnen des inneren Abschnitts des Kreises 46 in Eingriff steht, um den Kreis 46 zu drehen. Die Drehung des Kreises 46 durch das Kreisantriebssystem 40 stellt einen Kreiswinkel ein und schwenkt das Schild 16 um eine Achse A (1), die an der Zugstange 26 befestigt ist, um einen Schildschnittwinkel festzulegen. Der Schildschnittwinkel ist als der Winkel des Schildes 16 in Bezug auf den vorderen Rahmen 12 definiert, und der Schildschnittwinkel kann durch eine Kombination der Position des Kreises 46 und der Position der Zugstange 26 gesteuert werden.
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Basierend auf der Wirkung des Kreisantriebssystems 40 können das Kreis 46 und das Schild 16 im oder gegen den Uhrzeigersinn in Bezug auf den vorderen Rahmen 12 um die Achse A gedreht werden. In einem Aspekt können das Kreis 46 und das Schild 16 bis zu ca. 75 Grad im oder gegen den Uhrzeigersinn um die Achse A gedreht werden. In einem anderen Aspekt können der Kreis 46 und das Schild 16 um 360 Grad im oder gegen den Uhrzeigersinn um die Achse A gedreht werden. In beiden Aspekten ist das Schild 16 bei einem Schildschnittwinkel des Schildes von 0 Grad im rechten Winkel zum vorderen Rahmen 12 angeordnet. Ferner kann ein Kreiswinkelsensor 52 am Kreis 46 positioniert sein. Wie nachfolgend näher erörtert, kann der Kreiswinkelsensor 52 dazu beitragen, eine Winkeldrehung des Kreises 46 und somit den Schneidwinkel des Schildes 16 zu messen.
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Wie in 1 und 2 dargestellt, kann der Motorgrader 10 eine Vielzahl von Hydraulikleitungen 60 beinhalten, um die Hydraulikzylinder und/oder Hydraulikmotoren zu steuern. Der Motorgrader 10 kann eine Hydraulikpumpe (nicht dargestellt) beinhalten. Die Hydraulikpumpe kann Hochdruckhydraulikfluid durch ein oder mehrere Hydraulikleitungen 60 zu ein oder mehreren der Hydraulikzylinder liefern, um die Bewegung der Hydraulikzylinder zu steuern. Zusätzlich kann jeder Hydraulikzylinder eine elektrische Magnetspule und ein oder mehrere Hydraulikventile beinhalten. Die Magnetspule kann ein oder mehrere Signale vom Steuergerät 102 empfangen, um jeden Hydraulikzylinder zu steuern und zu positionieren, indem die Strömung des Hydraulikfluids durch die Ventile konfiguriert wird. Die Zuführung des Hydraulikfluids kann von dem Steuergerät 102, zum Beispiel über die Benutzeroberfläche 104, gesteuert werden. Die Steuerung 102 steuert die Zuführung von Hydraulikflüssigkeit über Hydraulikleitungen 60 zum Kreisantriebsmotor 48, um die Position des Kreises 46 und des Schildes 16 zu steuern. Die Zuführung des Hydraulikfluids kann zum Beispiel auf Basis eines vom Benutzer angeforderten Modus, einer gewünschten Position usw. gesteuert werden, der/die über die Benutzeroberfläche 104 eingegeben wird.
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3 veranschaulicht eine schematische Ansicht eines Steuersystems 100. Wie dargestellt, beinhaltet das Steuersystem 100 die Steuerung 102 und die Benutzeroberfläche 104. Das Steuersystem 100 kann einen Kreisantriebsmotor 48, einen Kreiswinkelsensor 52 und einen Schildlastsensor 80 beinhalten. Wie nachfolgend erörtert, veranschaulicht 4 ein exemplarisches Verfahren, das vom Steuersystem 100 durchgeführt werden kann, um die Drehung des Kreises 46 während eines Planiervorgangs zu überwachen und/oder zu steuern. Die Steuerung 102 kann eine separate Steuerung am Motorgrader 10 sein oder in eine zentrale Maschinensteuerung integriert sein (z. B. ein Hauptmotorgrader-Steuermodul). Alternativ kann die Steuerung 102 in einer Schildsteuerung, einem Motorsteuermodul oder einem anderen Steuermodul am Motorgrader 10 integriert sein. Die Steuerung 102 kann mit Signalen vom Kreiswinkelsensor 52 in Verbindung stehen und diese empfangen. Zusätzlich kann die Steuerung 102 mit Signalen vom Schildlastsensor 80 in Verbindung stehen und diese empfangen. Die Steuerung 102 kann mit einer Anzeige- und/oder Eingabevorrichtung, zum Beispiel der Benutzeroberfläche 104, in Verbindung stehen, um eine Bedienereingabe, von der Anzeige erfasste Informationen, Signalwarnungen oder Benachrichtigungen usw. zu empfangen. Zusätzlich kann die Steuerung 102 mit dem Kreisantriebsmotor 48 in Verbindung stehen, zum Beispiel um die Position des Kreises 46 und des Schildes 16 einzustellen.
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Wie erwähnt, ist ein Kreiswinkelsensor 52 am Kreis 46 angeordnet, um eine Winkeldrehung des Kreises 46 und somit einen Winkel des Schildes 16 zu messen. Der Kreiswinkelsensor 52 kann zum Beispiel ein Drehsensor, eine Inertialmesseinheit usw. sein. In einem Aspekt kann der Kreiswinkelsensor 52 in einer zentrierten Position am Kreis 46 montiert sein. In einem anderen Aspekt kann der Kreiswinkelsensor 52 in einer außermittigen Position am Kreis 46 montiert sein, und der Kreiswinkelsensor 52 oder andere interne Komponenten des Motorgraders 10 können verwendet werden, um die Position des Kreises 46 und des Schildes 16 auf Basis einer Kompensation oder Korrektur zu berechnen, um die außermittige Position des Kreiswinkelsensors 52 zu berücksichtigen.
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Der Schildlastsensor 80 kann so ausgebildet sein, dass er mindestens einen Parameter erfasst, der einer Last zugeordnet ist, die auf das Schild 16 ausgeübt wird. Der Schildsensor 80 kann zum Beispiel eine DMS-Wägezelle sein, die so ausgebildet ist, dass sie eine Last am Schild 16 misst, oder ein hydraulisches oder hydrostatisches System, das eine Last misst, die auf ein oder mehrere hydraulische Komponenten (nicht dargestellt) ausgeübt wird, die dem Träger und/oder der Bewegung des Schildes 16 zugeordnet ist. Alternativ kann der Schildlastsensor 80 jedwedes System oder jedwede Komponente beinhalten, das/die entweder die Größenordnung der Last, die auf das Schild 16 ausgeübt wird, bestimmt, und/oder ob die Last, die auf das Schild 16 ausgeübt wird, über oder unter einem Schwellenwert liegt, und das/die dementsprechend ein oder mehrere Signale zum Beispiel an die Steuerung 102 ausgibt. In einem weiteren Aspekt kann der Schildlastsensor 80 eine beliebige Anzahl von Sensoren beinhalten und/oder mit einer beliebigen Anzahl von Sensoren gekoppelt sein, die so ausgebildet sind, dass sie verschiedene Parameter messen und dazu beitragen, eine Last am Schild 16 zu bestimmen, zum Beispiel eine Motorlast oder einen Ausgangssensor, (einen) Hubzylinder-Positionssensor(en), einen Schildneigungssensor usw. In jedem dieser Aspekte kann der Schwellenwert, wie durch einen Schildlastsensor 80 gemessen, ein spezifizierter Wert, entweder vom Benutzer ausgewählt oder automatisch ausgewählt, sein, der den strukturellen Aspekten des Antriebssystems 40 entsprechen kann, zum Beispiel einem Schwellendrehmoment an ein oder mehreren internen Komponenten des Getriebekastens 50.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Die offenbarten Aspekte des Motorgraders 10 können in jeder Planier- oder Formmaschine verwendet werden, um die Positionierung eines Schilds 16 und/oder eines Kreises 46 zu unterstützen. Der Kreisantriebsmotor 48 kann einer Bedienperson helfen, das Schild 16 und den Kreis 46 zu positionieren und auszurichten. Zusätzlich können die Steuerung 102 und das Verfahren 400 dazu beitragen, Schäden an ein oder mehreren des Schildes 16, des Kreises 46, des Kreisantriebsmotors 48 und des Getriebekastens 50 während der Drehung und Positionierung des Schildes 16 und des Kreises 46 zu verhindern. Wie zuvor erörtert, kann die Steuerung 102 das Verfahren 400 während der Initiierung und/oder während der Gesamtheit des Planiervorgangs durchführen. Während des Verfahrens 400 kann die Steuerung 102 verschiedene Aspekte des Motorgraders 10 überwachen, um dazu beizutragen, Schäden an verschiedenen Komponenten des Motorgraders 10 zu verhindern, zum Beispiel Schlupf im Kreisantriebssystem 40, übermäßige Wärmeerzeugung, Verschleiß einer Kupplung oder anderer Getriebekomponenten usw.
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4 ist ein Ablaufdiagramm, das ein exemplarisches Verfahren 400 porträtiert, das vom Steuersystem 100 durchgeführt werden kann, um die Drehung des Kreises 46 während eines Planiervorgangs zu überwachen und/oder zu steuern. Das Verfahren 400 beinhaltet einen Schritt 402, in dem der Motorgrader 10 einen Kreisdrehbefehl empfängt. Ein Bediener kann zum Beispiel einen Kreisdrehbefehl über einen Steuerhebel oder über die Benutzeroberfläche 104 eingeben und der Befehl kann zur Steuerung 102 übertragen werden. Alternativ kann der Kreisdrehbefehl von der Steuerung 102 durch einen automatischen Planiervorgang automatisch initiiert oder empfangen werden, zum Beispiel wenn sich der Motorgrader 10 vorwärts bewegt und/oder einen programmierten Vorgang ausführt.
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Als Nächstes kann das Verfahren 400 einen Schritt 404 beinhalten, der die Bestimmung beinhaltet, ob eine Last am Schild 16 unter einem Schwellenwert liegt. Der Schritt 404 kann einen Schildlastsensor 80 beinhalten, der Informationen an die Steuerung 102 bezüglich der aktuellen Last am Schild 16 überträgt. Die Last am Schild 16 kann durch den Lastsensor 80 gemessen werden. Die Last am Schild 16 kann von verschiedenen Parametern abhängen, wie z. B. Motorlastinformationen, Höhe des Schildes 16 (gesteuert durch die Hubzylinder 28 und 30) in Bezug auf die Bodenfläche und/oder den Motorgrader 10, die Art des Materials, das der Motorgrader 10 quert und/oder planiert, ein Winkel des Schildes 16, eine Neigung des Schildes 16 eine Seitenverschiebung des Schildes 16 usw. Wenn die Last am Schild 16 unter einer Schwellenlast liegt, kann das Verfahren 400 zu Schritt 406 übergehen. Wenn die Last am Schild 16 jedoch gleich oder größer als die Schwellenlast ist, kann das Verfahren 400 zu Schritt 420 übergehen und die Drehung des Kreises 46 deaktivieren.
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Schritt 420 beinhaltet das Deaktivieren der Kreisdrehung. Schritt 420 kann das Deaktivieren des Kreisdrehbefehls beinhalten, zum Beispiel durch Abbrechen oder Deaktivieren einer Benutzereingabe. Schritt 420 kann das Deaktivieren des Kreisantriebsmotors 48 beinhalten. Alternativ oder zusätzlich kann Schritt 420 das Trennen einer Getriebeverbindung zwischen dem Kreisantriebsmotor 48 und dem Kreis 46 beinhalten, zum Beispiel durch Trennen der Getriebeverbindung zwischen dem Kreisantriebsmotor 48 und dem Getriebekasten 50, was eine freie Bewegung des Schildes 16 erlauben oder ein Blockieren des Schildes 16 in der aktuellen Position oder in einer vorbestimmten Position veranlassen kann.
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In einem Aspekt kann die Schwellenlast am Schild 16 einer Schwellenlast oder einem Drehmoment an ein oder mehreren Komponenten des Kreissystems 40 entsprechen oder gleich sein. Die Schwellenlast kann zum Beispiel einer Schwellenlast oder einem Drehmoment an dem Kreisantriebsmotor 48, einer oder mehreren Schlupfkupplungen innerhalb des Getriebekastens 50 und/oder der Verbindung zwischen dem Kreisantriebsmotor 48 oder dem Getriebekasten 50 und dem Kreis 46 entsprechen oder gleich sein. In einem Aspekt kann die Schwellenlast gleich oder kleiner als ein maximales Drehmoment sein, das eine Komponente des Kreisantriebssystems 40 aushalten kann. Alternativ kann die Schwellenlast auf Basis der Art des Motorgraders 10, der Art und/oder Temperatur des Materials, das gequert und/oder planiert wird, oder anderen Faktoren manuell oder automatisch einstellbar sein. Die Benutzeroberfläche 104 kann es dem Bediener ermöglichen, eine starke Planieranwendung auszuwählen, die von der Steuerung 102 implementiert werden soll, in der der Bediener das zu planierende Material, den Schweregrad der Planieranwendung und/oder die Schwellenlast am Schild 16 angeben kann. In einem Beispiel kann die Schwellenlast am Schild 16 niedriger sein, wenn hartes, steiniges Material oder gefrorener Boden planiert wird, und die Schwellenlast am Schild 16 kann höher sein, wenn weicher Kies oder Schnee planiert werden. In diesem Aspekt kann hartes, steiniges Material oder gefrorener Boden schwieriger zu planieren sein, kann mit einer höheren Geschwindigkeit planiert werden und/oder kann einen größeren Anpressdruck am Schild 16 erfordern und kann somit eine größere Last am Schild 16 weitergeben. Weicher Kies oder Schnee kann einfacher zu planieren sein, kann mit einer geringeren Geschwindigkeit planiert werden und/oder kann einen geringeren Anpressdruck am Schild 15 erfordern und kann somit eine geringere Last am Schild 16 weitergeben.
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Ein Schritt 406 kann das Initiieren einer Drehung des Kreises 46 beinhalten. Die Steuerung 102 kann zum Beispiel dem Kreisantriebsmotor 48 signalisieren, den Kreis 46 zu drehen (z. B. über den Getriebekasten 50). Wie erwähnt, kann die Drehung des Kreises 46 eine Abtriebswelle vom Kreisantriebsmotor 48 oder dem Getriebekasten 50 beinhalten, die mit den Antriebszähnen am Kreis 46 in Eingriff steht.
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Als Nächstes kann Schritt 408 die Bestimmung beinhalten, ob der Kreiswinkel sich ändert. Die Steuerung kann zum Beispiel ein oder mehrere Signale vom Kreiswinkelsensor 52 bezüglich des Winkels des Kreises 46 vor Schritt 406 und während und/oder nach Schritt 406 empfangen. Wenn sich der Winkel des Kreises 46 ändert, kann das Verfahren 400 zu Schritt 410 übergehen. Wenn jedoch der Winkel des Kreises 46 sich nicht ändert, kann das Verfahren 400 zu Schritt 420 übergehen und die Drehung des Kreises 46 deaktivieren.
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Schritt 410 kann die Bestimmung beinhalten, ob der Kreiswinkel sich in die richtige Richtung ändert. Wie bei Schritt 408 kann bei Schritt 410 die Steuerung 102 ein oder mehrere Signale vom Kreiswinkelsensor 52 bezüglich des Winkels des Kreises 46 vor Schritt 406 und während und/oder nach Schritt 406 empfangen. Wenn sich der Winkel des Kreises 46 in die richtige Richtung auf Basis der Kreisdrehanweisung von Schritt 406 ändert, kann das Verfahren 400 zu Schritt 412 übergehen. Wenn jedoch der Winkel des Kreises 46 sich nicht in die richtige Richtung ändert, kann das Verfahren 400 zu Schritt 420 übergehen und die Drehung des Kreises 46 deaktivieren.
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Als Nächstes kann Schritt 412 die Bestimmung beinhalten, ob der Kreisdrehbefehl abgeschlossen ist. Wenn zum Beispiel der initiierte Kreisdrehbefehl von Schritt 406 angewiesen hat, den Kreis 46 in einem 15-Grad-Winkel zu drehen, und der Kreiswinkelsensor 52 jetzt angibt, dass sich der Kreis 46 in einem 15-Grad-Winkel befindet, ist der Kreisdrehbefehl abgeschlossen. Wenn die Kreisdrehung abgeschlossen ist, kann das Verfahren 400 zu Schritt 420 übergehen und die Kreisdrehung deaktivieren. Wenn die Kreisdrehung jedoch nicht abgeschlossen ist, kann das Verfahren 400 zu Schritt 404 zurückkehren und die zuvor erörterten Schildüberwachungs- und -drehungsschritte fortsetzen, um den Kreisdrehbefehl abzuschließen. Zusätzlich zu den zuvor erörterten Schritten kann das Verfahren 400 einen zusätzlichen Schritt beinhalten, bei dem das Überwachen des Winkels des Kreises 48, zum Beispiel über den Kreiswinkelsensor 52, während eines Planiervorgangs fortgesetzt wird. Das Verfahren 400 kann das Anzeigen der Schritte und/oder Ergebnisse der Schritte auf der Benutzeroberfläche 104 beinhalten, um dem Bediener eine Rückmeldung bezüglich des Planiervorgangs bereitzustellen. Wenn der Schritt 404 zum Beispiel bestimmt, dass die Last am Schild 16 über dem Schwellenwert liegt, und das Verfahren 400 zu Schritt 420 geht, kann eine Warnung oder Benachrichtigung auf der Benutzeroberfläche 104 angezeigt werden, dass die Kreisdrehung deaktiviert wurde. In Reaktion kann der Bediener ein oder mehrere Steuervorgänge eingeben, um das Schild 16 neu zu positionieren (z. B. um das Schild 16 über die Hubzylinder 28 und 30 zu heben), um den Motorgrader 10 zu stoppen und/oder andere Einstellungen vorzunehmen.
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Das Verfahren 400 kann während der Initiierung eines Planiervorgangs durchgeführt werden. In einem weiteren Aspekt kann das Verfahren 400 kontinuierlich oder periodisch durch die Gesamtheit des Planiervorgangs durchgeführt werden, um den Winkel des Kreises 46 und damit des Schildes 16 einzustellen und zu überwachen. Wenn die Last am Schild 16 zum Beispiel den Schwellenwert überschreitet oder wenn der Kreis 46 falsch positioniert ist, kann die Steuerung 102 der Benutzeroberfläche 104 signalisieren, den Bediener zu warnen, und/oder kann den Motorgrader 10 stoppen. Ferner kann, in noch einem anderen Aspekt, das Verfahren 400 während irgendeiner Drehung oder Einstellung des Kreises 46 während des Planiervorgangs und/oder irgendeiner Bewegung des Motorgraders 10 initiiert und durchgeführt werden.
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Das Verfahren 400 und die verschiedenen Aspekte des hierin erörterten Motorgraders 10 können dazu beitragen, Schäden am Schild 16, am Kreis 46, am Kreisantriebsmotor 48 und an anderen Komponenten des Motorgraders 10 zu verhindern. Durch Bestimmung, ob die Last am Schild 16 bei Schritt 404 unter einem Schwellenwert liegt, kann das Verfahren 400 dazu beitragen, zu verhindern, dass der Kreisantriebsmotor 48 den Kreis 46 dreht, wenn das Schild 16 bereits stark mit der Bodenfläche in Eingriff steht. In einem Aspekt kann das Kreisantriebssystem 40 groß oder sehr leistungsfähig sein, um das Drehmoment am Kreis 46 zu erzeugen. Wenn jedoch das Schild 16 mit der Bodenfläche in Eingriff steht, sodass das Schild 16 sich während eines Kreisdrehbefehls nicht bewegen kann, kann der Kreisantriebsmotor 48 bewirken, dass ein oder mehrere Komponenten des Kreisantriebsmotors 48 rutschen, verschließen, übermäßige Wärme erzeugen, brechen usw. Zusätzlich kann, durch Bestimmung, ob sich der Winkel des Kreises 46 bei Schritt 408 ändert, und durch Bestimmung, ob sich der Winkel des Kreises 46 bei Schritt 410 in die richtige Richtung ändert, das Verfahren 400 dazu beitragen, zu verhindern, dass der Kreisantriebsmotor 48 den Kreis 46 dreht, wenn das Schild 16 während der Drehung steckengeblieben ist oder stark mit der Bodenfläche in Eingriff steht, was dazu beitragen kann, Verschleiß oder Schäden wie zuvor erörtert zu verhindern. Verschleiß oder Schäden am Schild 16, am Kreis 46, am Kreisantriebsmotor 48 und am Getriebekasten 50 oder an einer anderen Komponente des Motorgraders 10 können teure oder zeitaufwändige Reparaturen erfordern oder die Leistung des Motorgraders 10 anderweitig beeinflussen. Darüber hinaus können der Status des Motorgraders 10 und das Verfahren 400 auf der Benutzeroberfläche 104 angezeigt werden, um dem Bediener eine Rückmeldung bereitzustellen.
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Es sei darauf hingewiesen, dass der Motorgrader 10 eine beliebige Anzahl von Kreisantriebssystemen 40 beinhalten kann. Das/die Kreisantriebssystem(e) 40 kann/können an verschiedene Teile des Kreises 46 gekoppelt werden, und jedes Kreisantriebssystem 40 und die Komponenten jedes Kreisantriebssystems 40 können unterschiedliche Größen aufweisen. Ferner kann die Steuerung 102 mit den ein oder mehreren Kreisantriebssystem(en) 40 gekoppelt sein und das Verfahren 400 durchführen, um dazu beizutragen, Schäden an dem/den Kreisantriebssystem(en) 40 und am Motorgrader 10 zu verhindern.
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Für Fachleute auf dem Gebiet ist offensichtlich, dass an der offenbarten Maschine verschiedene Modifikationen und Variationen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen. Andere Ausführungsformen der Maschine werden für Fachleute auf dem Gebiet unter Berücksichtigung der Spezifikation und einem Praktizieren des Kreisantrieb-Steuersystems für eine der hierin offenbarten Planiermaschinen offensichtlich sein. Es ist beabsichtigt, dass die Beschreibung und die Beispiele als nur beispielhaft angesehen werden, wobei ein tatsächlicher Umfang der Offenbarung durch die folgenden Ansprüche und deren Äquivalente angegeben ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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