DE102020121140A1

DE102020121140A1 - Bodenverdichtungsmaschine

Info

Publication number: DE102020121140A1
Application number: DE102020121140.6A
Authority: DE
Inventors: Burkhard Stolz
Original assignee: Weber Maschinentechnik GmbH
Current assignee: Weber Maschinentechnik GmbH
Priority date: 2020-08-11
Filing date: 2020-08-11
Publication date: 2022-02-17
Also published as: EP3954831B1; DK3954831T3; LT3954831T; EP3954831A1; PL3954831T3

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bodenverdichtungsmaschine (1), handgeführt und/oder ferngesteuert, mit einer Verdichtungsplatte (2) und einem Verdichtungsantrieb (3), der die Verdichtungsplatte (2) antreibt, und mit einer Betriebszustandsermittlungsvorrichtung (10) zur Bestimmung eines oder mehrerer Betriebszustände. Die Betriebszustandsermittlungsvorrichtung (10) weist eine Fehlerermittlungseinheit (11) zur Ermittlung von fehlerbehafteten Betriebszuständen unter den bestimmten Betriebszuständen auf, wobei die Fehlerermittlungseinheit (11) einen Speicher (12) mit einer Fehlerliste (L) potentieller fehlerhafter Betriebszustände aufweist, die mit digitalisierten Bedienungsanweisungen (A) verknüpft sind, und wobei die Fehlerermittlungseinheit (11) dazu ausgestaltet ist, über einen Bildschirm (30) eine Fehlermeldung zu einem ermittelten, fehlerbehafteten Betriebszustand basierend auf der Fehlerliste (L) auszugeben, umfassend eine Ausgabe der verknüpften digitalisierten Bedienungsanweisung (A).

Description

Die Erfindung betrifft Bodenverdichtungsmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Verfahren zu deren Betrieb nach Anspruch 18.
Üblicherweise weisen Bodenverdichtungsgeräte mit einer Vibrationsplatte, wie beispielsweise eine Rüttelplatte, einen Verbrennungsmotor auf. Mit diesem werden zwei gleichartige, parallel angeordnete und über ein Getriebe starr gegenläufig gekoppelten Unwuchtwellen angetrieben. Die gegensätzliche Rotation der mit gleicher Umdrehungszahl betriebenen Unwuchtwellen bewirkt, dass sich die durch die Unwuchten erzeugten Fliehkräfte in Abhängigkeit vom Phasenwinkel der Unwucht gegenseitig verstärken oder kompensieren. Durch eine geeignete Einstellung der jeweiligen Phasenlage der Unwuchten zueinander entsteht ein resultierender Kraftvektor, der zur Fortbewegung und/oder Verdichtung eingesetzt werden kann. Dabei weist eine Rüttelplatte zumeist eine Hydraulik zur Verstellung der Phasenlage der mechanisch miteinandergekoppelten Wellen auf. Die Antriebsrichtung ist ohne weitere Maßnahmen auf eine Vor- und Rückwärtsfahrt beschränkt.
Zur Verbesserung der Lenkeigenschaften ist aus der DE 10 2006 000786 A1 ein Plattenverdichter bekannt, der eine Vielzahl von Erregereinheiten zur Ausbildung eines Kraftvektors aufweist, wobei die einzelnen Erregereinheiten beispielsweise nach zuvor beschriebenem Prinzip arbeiten. Die Vielzahl der Erregereinheiten erlaubt dabei unter anderem auch die Ausbildung von Kraftvektoren, die in seitlicher Richtung wirken. Dabei erhöht jedoch die Vielzahl der Erregereinheiten die mechanische Komplexität erheblich.
Ferner beschreibt die DE 10 2005 029434 A 1 einen Betrieb einer Vibrationsplatte mit einer Vielzahl von Einzelerregern. Diese sind individuell ansteuerbar und werden von auf der Vibrationsplatte befindlichen Hydraulikmotoren betrieben. Dabei sind allerdings die auf der Vibrationsplatte angeordneten Hydraulikmotoren aufwendig und zudem sehr hohen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt.
Nachteilhaft am Stand der Technik ist, dass bereits bei einfacher Konstruktion Verschleiß, z.B. von Lagern, elektrischen Steckern, Riemen, Antriebsteilen und Dämpfern, und Verbrauch von Verbrauchsstoffen wie Motoröl, Hydrauliköl und Kraftstoff Service- und Reparaturarbeiten anfallen. Servicearbeiten erfolgen oft gar nicht und wenn doch, dann nur unregelmäßig. Kommt es zu einem Ausfall der Maschine ist meist eine Reparatur durch Fachpersonal notwendig. Mit der im Stand der Technik aufkommenden Steigerung der Komplexität der Bodenverdichtungsmaschine steigt einerseits das Ausfallrisiko einzelner Komponenten als auch die notwendige Qualifikation des Servicepersonals. Der Fehler ist nämlich oftmals schwer zu identifizieren.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen dauerhaften, zuverlässigen Betrieb von Bodenverdichtungsmaschinen zu ermöglichen, ohne dass es zu längeren Ausfallzeiten auf Baustellen kommt. Vor allem soll auch unqualifiziertes Servicepersonal, beispielsweise Entleiher von solchen Bodenverdichtungsmaschinen, möglichst komfortabel bei dem Betrieb unterstützt werden, sowie vor allem Bauunternehmen und Verleiher, bei der Wartung und dem Fernservice entlastet werden.
Hauptmerkmale der Erfindung sind im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 sowie Anspruch 18 angegeben. Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 17.
Die Erfindung betrifft eine Bodenverdichtungsmaschine, handgeführt und/oder ferngesteuert, z.B. eine Rüttelplatte oder ein Vibrationsstampfer, mit einer Verdichtungsplatte und einem Verdichtungsantrieb, der die Verdichtungsplatte antreibt, und mit einer Betriebszustandsermittlungsvorrichtung zur Bestimmung eines oder mehrerer Betriebszustände, insbesondere aus der Gruppe Motordaten, Motortemperatur, Motoröldruck, Motorölfüllstand, Kraftstofffüllstand, Kraftstoffverbrauch, Partikelfilterzustand, Partikelfilterregeneration, Schwingmetallpuffer-Verschleiß, Wartungsintervall, Betriebsstunden, Zustandsdaten des Antriebs, Batteriezustand, Batterieladezustand, Feder-Dämpfer-Systeme, Flüssigkeitsstände, Keilriemenverschleiß, Schwingmetallpuffer-Verschleiß, Kraftstoffverbrauch, Erregerlagerüberhitzung, Luftfilterverschmutzung, falscher oder fremdproduzierte Luftfilter verwendet, Aufenthaltsort (bspw. GPS-Daten) und Verdichtungsmessung. Dabei ist vorgesehen, dass die Bodenverdichtungsmaschine einen Bildschirm aufweist, und die Betriebszustandsermittlungsvorrichtung eine Fehlerermittlungseinheit zur Ermittlung von fehlerbehafteten Betriebszuständen unter den bestimmten Betriebszuständen aufweist, wobei die Fehlerermittlungseinheit einen Speicher mit einer Fehlerliste potentieller fehlerhafter Betriebszustände aufweist, die mit digitalisierten Bedienungsanweisungen verknüpft sind. Die Fehlerermittlungseinheit ist vorzugsweise dazu ausgestaltet, über den Bildschirm eine Fehlermeldung zu einem ermittelten, fehlerbehafteten Betriebszustand basierend auf der Fehlerliste auszugeben, umfassend eine Ausgabe der verknüpften digitalisierten Bedienungsanweisung, dies insbesondere grafisch und/oder in Textform.
Mit Hilfe dieser Bedienungsanweisungen werden dem Bediener unmittelbar Hilfen zur Hand gegeben, um die Bodenverdichtungsmaschine dauerhaften und zuverlässig zu betreiben. Wartungen lassen sich rechtzeitig ausführen und Folgeschäden werden vermieden. Wartungen und Reparaturen können durch konkrete Hinweise auch von weniger qualifiziertem Personal durchgeführt werden. Zeiten für Fehlersuchen werden erheblich reduziert und beispielsweise die Bauleitung und Verleiher weit weniger vom durchführenden Betriebspersonal kontaktiert. Unter Bedienungsanweisungen sollen beispielsweise eine gezielte Fehlersuche und dessen Behebung, Schulungsmaterial (auch Filme), Einbauanleitungen für Zubehör, Wartungsanleitungen und Montageanleitungen verstanden werden. Der Bildschirm ist vorzugsweise ein hochauflösendes Farbdisplay. Entsprechend ist hinsichtlich der Ausgabe der Bedienungsanweisung eine Vielzahl von Möglichkeiten eröffnet, welche die Bedienung letztlich erleichtern. All dies wird vor allem der Tatsache gerecht, dass sich heutzutage 60 % der Maschinen im Verleih befinden. Die Weitergabe von Informationen über den Zustand der Maschine (z.B. Fehlermeldungen) vom Anwender an das Werkstattpersonal gestaltet sich, besonders im Vermietungsgeschäft, als sehr schwierig. Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen gelingt eine vorbeugende Wartung zur Vermeidung von Maschinenstillständen und schadhafte Maschinen werden erst gar nicht auf Baustellen geliefert. Das ständig wechselnde Bedienpersonal im Vermietungsgeschäft benötigt eine wesentlich weniger umfangreichere Einweisung in die Bedienung der Maschine. All das gelingt im rauen Baustellenalltag ohne druckschriftlichen Dokumentationen wie Bedienungs- und Wartungsanleitungen sowie Ersatzteillisten, indem stattdessen die digitalisierten Bedienungsanweisungen genutzt werden, die bedarfsgerecht über den Bildschirm ausgegeben werden.
Präzise Hilfestellung gelingt insbesondere bei einer optionalen Ausgestaltung gemäß der die auf dem Speicher gespeicherten digitalisierten Bedienungsanweisungen zumindest teilweise visuelle Anleitungshinweise enthalten, wobei die Fehlerermittlungseinheit insbesondere dazu ausgestaltet ist, die digitalisierte Bedienungsanweisung durch wenigstens einen visuellen Anleitungshinweis auszugeben. Solche visuellen Anleitungshinweise überwinden auch Sprachbarrieren, wie sie Baustellen häufig auftreten. Der Umgang mit den Maschinen verbessert sich, die Standzeit der Maschine werden erhöht und ein Schaden an der Maschine durch Fehlbedienungen kann verhindert werden.
Im Besonderen kann die Fehlerermittlungseinheit dazu ausgestaltet sein, die digitalisierte Bedienungsanweisung durch wenigstens zwei hintereinander folgende visuelle Anleitungshinweise auszugeben, dies entweder grafisch hintereinander folgend oder zeitversetzt hintereinander folgend. Mithin wird der Bediener schrittweise durch die Fehlerbehebung geleitet.
Gemäß einer speziellen Ausführung weisen die visuelle Anleitungshinweise Fotografien, Animationen, Abstraktionen oder Piktogramm der Bodenverdichtungsmaschine oder Teilen hiervon auf. Damit wird erreicht, dass der Bediener möglichst schnell die konkreten Anleitungshinweise nachvollziehen und ausführen kann.
Dazu trägt insbesondere auch eine optionale Weiterbildung bei, gemäß der die visuellen Anleitungshinweise zur Fehlerbehebung zu betätigende Bauteile der Bodenverdichtungsmaschine zumindest teilweise visuell darstellen und/oder kennzeichnen.
Weiterhin bietet sich eine Variante an, bei der die auf dem Speicher gespeicherten digitalisierten Bedienungsanweisungen abzuarbeitende Handlungsschritte aufweisen, bspw. Schraube lösen, Klappe öffnen, Bauteil austauschen, Klappe schließen, Schraube festdrehen. Auch hierdurch wird ein Bediener gezielt und schrittweise durch die Fehlerbehebung geführt.
Optional ist es möglich, dass die Bodenverdichtungsmaschine wenigstens einen Überwachungssensor aufweist, und die Fehlerermittlungseinheit dazu ausgestaltet ist, mittels dem oder den Überwachungssensoren festzustellen, ob einer ausgegebenen digitalisierten Bedienungsanweisung Folge geleistet wird. So könnte beispielsweise ein türkontakt zur Überwachung einer Serviceklappe genutzt werden, um zu prüfen ob der Benutzer die Serviceklappe gemäß Bedienungsanweisung öffnet oder schließt.
Bevorzugt weist die Bodenverdichtungsmaschine eine Bedieneinrichtung auf, die dazu ausgestaltet ist, die Betriebszustände über den Bildschirm abzurufen und/oder eine auf dem Bildschirm angezeigte Bedienungsanweisung zu bestätigen bzw. zu quittieren. Der Bediener kann bei definierten Bedienungsanweisungen mitunter auch die Möglichkeit haben, unmittelbar oder verzögert der Fehlerbehebung nachzukommen. Beispielhaft könnte unmittelbar eine Wartung erfolgen, der Fehler könnte ggf. durch die Maschine kompensiert oder hingenommen werden, und es kann dann zu einem späteren Zeitpunkt zu einer Wartung der Maschine kommen. Die Bedieneinrichtung kann ein separater Knopf oder Schalter sein, ein Bedienfeld mit mehreren Knöpfen und/oder Schaltern sein und besonders bevorzugt ein Touchscreen (berührungsempfindlicher Bildschirm) sein. Letzteres vorzugsweise als Teil des Bildschirms.
Eine mögliche Ergänzung kann darin bestehen, dass die auf dem Speicher gespeicherten digitalisierten Bedienungsanweisungen, insbesondere die visuellen Anleitungshinweise, Ersatzteilinformationen, Bauteilspezifikationen und/oder Identifizierungs- oder Bauteilnummern umfassen. Nicht immer ist nämlich eine Fehlerbehebung ohne Ersatzteile möglich. Bei solchen Fällen wird nunmehr erreicht, dass schnell und zuverlässig das richtige Ersatzteil beschafft werden kann. Gleichzeitig wird die Kundenbindung im Ersatzteilwesen erhöht.
In einer besonderen Variante ist vorgesehen, dass die auf dem Speicher gespeicherten digitalisierten Bedienungsanweisungen, insbesondere die visuellen Anleitungshinweise, einen maschinenlesbaren Code, vorzugsweise einen QR-Code, umfassen, wobei der Code mit einer extern von der Bodenverdichtungsmaschine gespeicherten Maschinendokumentation und/oder Serviceseite verknüpft ist. Solche ein QR-Code kann einen Bediener schnell über sein Mobiltelefon zu einer Hilfeseite leiten. Dies kann eine Hotline, ein Hilfechat, ein Ersatzteillager oder -Händler und vieles mehr sein. Der QR-Code kann jedoch auch einfach dazu genutzt werden, die Bedienungsanweisung abseits des Bildschirms der Bodenverdichtungsmaschine zu sichten und diese auch zu teilen, bspw. mit einem Verleiher, der dann bspw. das notwendige Ersatzteil organisiert.
Weiterhin kann die Fehlerermittlungseinheit eine Fehlerdokumentationseinheit aufweisen, die insbesondere dazu ausgestaltet ist, die ermittelten, fehlerbehafteten Betriebszustände und optional deren Fehlerhäufigkeit und/oder die Fehlerbehebungszeiten abzuspeichern. Vorteilhaft hieran ist, dass die Maschineneigentümer oder deren Service oftmals keinerlei Kenntnis von Maßnahmen auf der Baustelle erlangt, was mit der Fehlerdokumentationseinheit behoben wird. Verliert eine Maschine beispielsweise ständig Öl im Betrieb, mag das zwar schnell auf der Baustelle nachgefüllt sein. Die Fehlerquelle wird jedoch oftmals nicht behoben. Das kann mittels den Informationen der Fehlerdokumentationseinheit zum Beispiel vom Verleiher veranlasst werden. Um dies umzusetzen, sollte die Fehlerdokumentationseinheit einen Fehlerspeicher aufweisen, wobei der Fehlerspeicher optional der Speicher ist, auf dem auch die potentiellen fehlerhaften Betriebszustände gespeichert sind.
Eine besondere Ausführungsform der Bodenverdichtungsmaschine besteht darin, dass die Bodenverdichtungsmaschine eine Messeinrichtung aufweist, die dazu ausgestaltet ist, eine Verdichtungsmessung auszuführen, und die Betriebszustandsermittlungsvorrichtung einen Dokumentationsspeicher aufweist, der dazu ausgestaltet ist, die Messergebnisse der Messeinrichtung abzuspeichern, dies vorzugsweise inklusive Daten zur Position und zum Zeitpunkt der Verdichtungsmessung. Damit können Messprotokolle erstellt werden, welche die durchgeführten Arbeiten belegen. Zudem lassen sich aus den Verdichtungsmessungen Rückschlüsse auf die Funktionstüchtigkeit treffen, woraus wiederum von der Fehlerermittlungseinheit ein fehlerbehafteter Betriebszustand erkannt werden kann.
Die Bodenverdichtungsmaschine kann optional eine Regeleinrichtung aufweisen, mit der der Verdichtungsantrieb in Abhängigkeit der Betriebszustände gesteuert und/oder geregelt ist. Damit lassen sich insbesondere fehlerbehaftete Betriebszustände bereits vorab regeltechnisch verhindern oder nach unmittelbar nach deren Feststellung regeltechnisch beheben. Beispielhaft könnte ein abfallender Öldruck durch Erhöhung der Leistung der Öldruckpumpe korrigiert werden, eine sich ändernde Schwingungsfrequenz kann durch Änderung der Motordrehzahl korrigiert werden. Dies ändert jedoch nicht die Ursache des Fehlers, sodass die Feststellung des fehlerbehafteten Betriebszustandes und die Ausgabe der verknüpften digitalisierten Bedienungsanweisung durchaus wertvoll für nachgelagerte Servicearbeiten sind. Die Bedienungsanweisung weist hierzu vorzugsweise eine Dringlichkeitskennzeichnung auf.
Darüber hinaus, besteht eine Ausgestaltungsoption darin, dass wenigstens einer der potentiellen fehlerhaften Betriebszustände der Fehlerliste mit einer Steuer- oder Regelanweisungen verknüpft ist, wobei die Fehlerermittlungseinheit dazu ausgestaltet ist, den Verdichtungsantrieb bei Ermittlung dieses fehlerhaften Betriebszustands entsprechend der Steuer- oder Regelanweisungen anzusteuern. Damit lässt sich automatisiert eingreifen, um den Betrieb mit der Bodenverdichtungsmaschine möglichst fortzusetzen. Die Steuer- oder Regelanweisung kann jedoch auch eine Deaktivierung, insbesondere des Verdichtungsantriebs sein.
Bei einer besonderen Ausführungsvariante weist die Bodenverdichtungsmaschine eine Datenschnittstelle auf, die zur Ausgabe eines Teils oder aller der Betriebszustände mit der Betriebszustandsermittlungsvorrichtung gekoppelt ist, und/oder die zur Ausgabe der Fehlermeldungen mit der Fehlerermittlungseinheit gekoppelt ist. Damit lassen sich die Daten auf externen Geräten verwalten, hierdurch auch mit anderen teilen und beispielsweise zu einer Gesamtdatenbank für mehrere Maschinen, insbesondere Bodenverdichtungsmaschinen, zusammenführen. Bevorzugt ist die Datenschnittstelle kabellos ausgestaltet. Entsprechend einfach ist die Datenübertragung, und ein ansonsten notwendiger Stecker kann nicht verschmutzen. Die kabellose Datenschnittstelle kann beispielsweise eine NFC (Nahfeldkommunikation), RFID (radio-frequency identification), Bluetooth (ein WPAN-Standard (Wireless Personal Area Network - Standard), WLAN (drahtloses lokales Netzwerk), WAN (Wide Area Network) oder Telefonnetzschnittstelle sein. Die unterschiedlichen Datenschnittstellen können individualisiert für den Eigner der Bodenverdichtungsmaschine sein. Vor allem die Varianten WAN (Wide Area Network) oder Telefonnetzschnittstelle bieten sich für Großbetriebe und Verleiher an. Dahingegen genügt es Kleinbetrieben oftmals lokal über diese Daten verfügen zu können, weswegen sich eher NFC, RFID, Bluetooth und WLAN anbieten.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform ist die Datenschnittstelle zum Empfang von Servicedaten und deren Ausgabe über den Bildschirm ausgestaltet, insbesondere auch von Livedaten oder Direktübertragungsdaten eines Servicedienstes. Damit sind beispielsweise Softwareupdates aufspielbar, so zum Beispiel aktualisierte Bedienungsanweisungen oder auch eine Echtzeitberatung bei der Fehlerbehebung.
In der speziellen Variante der Bodenverdichtungsmaschine ist die Verdichtungsplatte über einen Keilriemen von dem Verdichtungsantrieb angetrieben, und die Betriebszustandsermittlungsvorrichtung ist dazu ausgestaltet, basierend auf einer Bestimmung einer Motordrehzahl des Verdichtungsantriebs und einer Schwingungsfrequenz der Verdichtungsplatte einen Keilriemenverschleiß des Keilriemens zu ermitteln, wobei ein potentieller fehlerhafter Betriebszustand in der Fehlerliste ein zu hoher Keilriemenverschleiß des Keilriemens ist. Damit wird der Bediener in die Lage versetzt, frühzeitig einen Keilriementausch einzuplanen und das hierfür notwendige Ersatzteil vor dem sich ankündigen Reißen bereitzuhalten. Alternativ kann die Bedienungsanweisung darauf gerichtet sein, durch eine Anpassung der Motordrehzahl die Maschine zunächst weiter zu verwenden.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb einer Bodenverdichtungsmaschine wie sie vor- und nachstehend beschrieben ist, wobei mit der Betriebszustandsermittlungsvorrichtung ein oder mehrere Betriebszustände ermittelt werden, insbesondere aus der Gruppe Motordaten, Motortemperatur, Motoröldruck, Motorölfüllstand, Kraftstofffüllstand, Kraftstoffverbrauch, Partikelfilterzustand, Partikelfilterregeneration, Schwingmetallpuffer-Verschleiß, Wartungsintervall, Betriebsstunden, Zustandsdaten des Antriebs, Batteriezustand, Batterieladezustand, Feder-Dämpfer-Systeme, Flüssigkeitsstände, Keilriemenverschleiß, Schwingmetallpuffer-Verschleiß, Kraftstoffverbrauch, Erregerlagerüberhitzung, Luftfilterverschmutzung, falscher oder fremdproduzierte Luftfilter verwendet, Aufenthaltsort (bspw. GPS-Daten) und Verdichtungsmessung, wobei mit der Fehlerermittlungseinheit ein fehlerbehafteter Betriebszustand unter den bestimmten Betriebszuständen ermittelt wird, und wobei mit der Fehlerermittlungseinheit über den Bildschirm eine Fehlermeldung zu dem ermittelten, fehlerbehafteten Betriebszustand basierend auf der Fehlerliste ausgegeben wird, umfassend die Ausgabe der verknüpften digitalisierten Bedienungsanweisung.
Die als Vorrichtungsmerkmale definierten optionalen Bestandteile der Bodenverdichtungsmaschine, sind jeweils optional entsprechend ihrer Bestimmung im Verfahren nutzbar.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:

1 eine Schemaskizze einer Bodenverdichtungsmaschine von der Seite mit Teilausschnitten; und
2 eine Schemaskizze über die Funktionen einer Bodenverdichtungsmaschine.

1 zeigt eine Schemaskizze einer handgeführten Bodenverdichtungsmaschine 1, nämliche eine Rüttelplatte, von der Seite mit Teilausschnitten. Diese weist eine Verdichtungsplatte 2 und einen Verdichtungsantrieb 3 auf, wobei letzterer die Verdichtungsplatte 2 über einen Keilriemen 4 antreibt. Mit der Verdichtungsplatte 2 steht die Bodenverdichtungsmaschine 1 auf einem Untergrund U. Zum Verdichtungsantrieb 3 gehören vorliegend zwei schematisch angedeutete Unwuchtwellen. Durch Gleichlauf, Gegenlauf und Phasenverschiebung der Unwuchtwellen resultiert eine Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung der Bodenverdichtungsmaschine 1 auf dem Untergrund U. Hierbei wird der Untergrund U mit Hilfe der unwuchtbedingten Schwingungen und dem Maschinengewicht verdichtet. Zur Führung und Bedienung der Bodenverdichtungsmaschine 1 weist diese eine Führungsstange 5 mit Handgriff und Bedienungselementen auf.
In 1 angedeutet sind zudem eine Betriebszustandsermittlungsvorrichtung 10 zur Bestimmung eines oder mehrerer Betriebszustände, ein Bildschirm 30, der durch seine Eigenschaft als Touchscreen auch eine Bedieneinrichtung 31 darstellt, sowie eine Datenschnittstelle 60 in Form einer angedeuteten Antenne.
Die Betriebszustandsermittlungsvorrichtung 10 dient insbesondere der Bestimmung eines oder mehrerer Betriebszustände der Bodenverdichtungsmaschine 1 aus der Gruppe Motordaten, Motortemperatur, Motoröldruck, Motorölfüllstand, Kraftstofffüllstand, Kraftstoffverbrauch, Partikelfilterzustand, Partikelfilterregeneration, Schwingmetallpuffer-Verschleiß, Wartungsintervall, Betriebsstunden, Zustandsdaten des Antriebs, Batteriezustand, Batterieladezustand, Feder-Dämpfer-Systeme, Flüssigkeitsstände, Keilriemenverschleiß, Schwingmetallpuffer-Verschleiß, Kraftstoffverbrauch, Erregerlagerüberhitzung, Luftfilterverschmutzung, falscher oder fremdproduzierte Luftfilter verwendet, Aufenthaltsort (bspw. GPS-Daten) und Verdichtungsmessung. Es versteht sich, dass hierfür notwendige Sensorik, Elektronik und Software vom Fachmann vorzusehen ist.
In 2 sind die Funktionen dieser Bodenverdichtungsmaschine skizziert. So weist die Betriebszustandsermittlungsvorrichtung 10 eine Fehlerermittlungseinheit 11 zur Ermittlung von fehlerbehafteten Betriebszuständen unter den bestimmten Betriebszuständen auf. Hierzu verfügt die Fehlerermittlungseinheit 11 über einen Speicher 12 mit einer Fehlerliste L potentieller fehlerhafter Betriebszustände. Die potentiellen fehlerhaften Betriebszustände sind mit digitalisierten Bedienungsanweisungen A verknüpft. Dabei ist es durchaus denkbar, dass unterschiedliche potentiellen fehlerhaften Betriebszustände durch die gleiche digitalisierte Bedienungsanweisung A lösbar ist, sodass mehrere potentiellen fehlerhaften Betriebszustände mit der gleichen digitalisierte Bedienungsanweisung A verknüpft sein können.
Mit der Fehlerermittlungseinheit 11 wird über den Bildschirm 30 eine Fehlermeldung zu einem ermittelten, fehlerbehafteten Betriebszustand basierend auf der Fehlerliste L ausgegeben, die vor allem eine Ausgabe der verknüpften digitalisierten Bedienungsanweisung A umfasst. Damit wird nicht nur auf den Fehler hingewiesen, sondern direkt ein Lösungsvorschlag unterbreitet. Das Ganze kann grafisch, in Textform oder auch aus Kombinationen dieser Informationsarten geschehen. Hierzu ist der Bildschirm 30 als hochauflösendes Farbdisplay ausgestaltet.
Bevorzugt enthalten die auf dem Speicher 12 gespeicherten digitalisierten Bedienungsanweisungen A zumindest teilweise visuelle Anleitungshinweise, wobei die Fehlerermittlungseinheit 11 dazu ausgestaltet ist, die digitalisierte Bedienungsanweisung A durch wenigstens einen visuellen Anleitungshinweis auszugeben. Dies geschieht zumindest bei bestimmten Ausgaben durch wenigstens zwei hintereinander folgende visuelle Anleitungshinweise, die entweder grafisch hintereinander folgend oder zeitversetzt hintereinander folgend ausgegeben werden. Die auf dem Speicher 12 gespeicherten digitalisierten Bedienungsanweisungen A setzen sich hierfür zumindest teilweise aus nacheinander abzuarbeitenden Handlungsschritten zusammen.
Die visuellen Anleitungshinweise enthalten Fotografien, Animationen, Abstraktionen oder Piktogramm der Bodenverdichtungsmaschine oder Teilen hiervon. Insbesondere werden hierin die zur Fehlerbehebung zu betätigende Bauteile der Bodenverdichtungsmaschine zumindest teilweise visuell dargestellt und/oder kennzeichnen.
Mit Hilfe eines Überwachungssensor 13 überwacht die Fehlerermittlungseinheit 11, ob einer ausgegebenen digitalisierten Bedienungsanweisung A Folge geleistet wird. Das kann beispielhaft ein Kontakt an einer Serviceklappe sein, der bei deren Öffnen schaltet. Die Erledigung andere Bedienungsanweisungen A kann der Bediener über den Bildschirm 30, nämlich einen Touchscreen, der eine Bedieneinrichtung 31 ausbildet, quittieren. Mit dieser Bedieneinrichtung 31 lassen sich auch die Betriebszustände über den Bildschirm 30 abrufen
Die auf dem Speicher 12 gespeicherten digitalisierten Bedienungsanweisungen A, insbesondere die visuellen Anleitungshinweise enthalten zumindest teilweise auch Ersatzteilinformationen, Bauteilspezifikationen und/oder Identifizierungs- oder Bauteilnummern, was insbesondere die Ersatzteilbeschaffung erleichtert.
Optional können die auf dem Speicher 12 gespeicherten digitalisierten Bedienungsanweisungen A, insbesondere die visuellen Anleitungshinweise, einen maschinenlesbaren Code wie einen QR-Code umfassen, wobei der Code mit einer extern von der Bodenverdichtungsmaschine 1 gespeicherten Maschinendokumentation und/oder Serviceseite verknüpft ist. Es kann sich dabei um eine Bestellseite für Ersatzteile handeln, vorzugsweise direkt mit dem zu ersetzenden Bauteil.
Zusätzlich weist die Fehlerermittlungseinheit 11 eine Fehlerdokumentationseinheit 20 auf, die insbesondere dazu ausgestaltet ist, die ermittelten, fehlerbehafteten Betriebszustände mit Zeitangabe, deren Fehlerhäufigkeit und optional auch die Fehlerbehebungszeiten abspeichert. Maschinenausfallzeiten können so beispielsweise von der Verleihzeit abgezogen werden. Die Fehlerdokumentationseinheit 20 weist einen Fehlerspeicher 21 auf, wobei die Daten des Fehlerspeichers 21 auf dem Speicher 12 liegen.
Weiterhin weist die Bodenverdichtungsmaschine 1 eine Messeinrichtung 40 auf, die dazu ausgestaltet ist, eine Verdichtungsmessung auszuführen. Hierzu erfasst sie auch Daten des Antriebs 3 und weist vorzugsweise wenigstens einen Beschleunigungssensor auf. Die Betriebszustandsermittlungsvorrichtung 10 verfügt über einen Dokumentationsspeicher 25, der dazu ausgestaltet ist, die Messergebnisse der Messeinrichtung 40 abzuspeichern, dies insbesondere inklusive Daten zur Position und zum Zeitpunkt der Verdichtungsmessung.
Vorliegend ist der Dokumentationsspeicher 25 separat zum Speicher 12 ausgeführt. Optional können die Daten des Dokumentationsspeichers 25 jedoch auch auf dem Speicher 12 liegen.
Die Bodenverdichtungsmaschine 1 ist außerdem mit einer Regeleinrichtung 50 ausgestattet, mit der der Verdichtungsantrieb 3 in Abhängigkeit der Betriebszustände, die mit der Betriebszustandsermittlungsvorrichtung 10 erfasst werden, gesteuert und/oder geregelt ist. Dies kann beispielsweise ein einfaches Korrigieren der Motordrehzahl sein. Dabei ist vorgesehen, dass wenigstens einer der potentiellen fehlerhaften Betriebszustände der Fehlerliste L mit einer Steuer- oder Regelanweisungen R verknüpft ist, wobei die Fehlerermittlungseinheit 11 dazu ausgestaltet ist, den Verdichtungsantrieb 3 bei Ermittlung dieses fehlerhaften Betriebszustands entsprechend der Steuer- oder Regelanweisungen R anzusteuern. Dies kann bis zu einem sofortigen Abstellen der Bodenverdichtungsmaschine 1 gehen.
Mittels der kabellosen Datenschnittstelle 60 erfolgt eine Ausgabe eines Teils oder aller der Betriebszustände, die mit der Betriebszustandsermittlungsvorrichtung 10 ermittelt werden, und/oder der Fehlermeldungen, die mit der Fehlerermittlungseinheit 11 ermittelt werden. Die kabellose Datenschnittstelle 60 kann eine NFC, RFID, Bluetooth, WLAN, WAN oder Telefonnetzschnittstelle sein. Zusätzlich ist die Datenschnittstelle 60 zum Empfang von Servicedaten und deren Ausgabe über den Bildschirm 30 ausgestaltet, beispielsweise auch von Livedaten oder Direktübertragungsdaten eines Servicedienstes.
Vorliegend ist die Betriebszustandsermittlungsvorrichtung 10 auch dazu ausgestaltet, basierend auf einer Bestimmung einer Motordrehzahl des Verdichtungsantriebs 3 und einer Schwingungsfrequenz der Verdichtungsplatte 2 einen Keilriemenverschleiß des Keilriemens 4 zu ermitteln, wobei ein potentieller fehlerhafter Betriebszustand in der Fehlerliste L ein zu hoher Keilriemenverschleiß des Keilriemens 4 ist. Entsprechend enthält die verknüpfte digitalisierte Bedienungsanweisungen A Hinweise dazu, wie der Keilriemen 4 zu tauschen ist.
Mit der Bodenverdichtungsmaschine 1 ist nunmehr ein verfahren durchführbar, gemäß dem mit der Betriebszustandsermittlungsvorrichtung 10 ein oder mehrere Betriebszustände ermittelt werden, insbesondere aus der Gruppe Motordaten, Motortemperatur, Motoröldruck, Motorölfüllstand, Kraftstofffüllstand, Kraftstoffverbrauch, Partikelfilterzustand, Partikelfilterregeneration, Schwingmetallpuffer-Verschleiß, Wartungsintervall, Betriebsstunden, Zustandsdaten des Antriebs, Batteriezustand, Batterieladezustand, Feder-Dämpfer-Systeme, Flüssigkeitsstände, Keilriemenverschleiß, Schwingmetallpuffer-Verschleiß, Kraftstoffverbrauch, Erregerlagerüberhitzung, Luftfilterverschmutzung, falscher oder fremdproduzierte Luftfilter verwendet, Aufenthaltsort (bspw. GPS-Daten) und Verdichtungsmessung. Mit der Fehlerermittlungseinheit 11 wird in Echtzeit ein fehlerbehafteter Betriebszustand unter den bestimmten Betriebszuständen ermittelt, wobei mit der Fehlerermittlungseinheit 11 über den Bildschirm 30 eine Fehlermeldung zu dem ermittelten, fehlerbehafteten Betriebszustand basierend auf der Fehlerliste L ausgegeben wird. Die Fehlermeldung umfasst die Ausgabe der verknüpften digitalisierten Bedienungsanweisung A.
Die Erfindung ist nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar.
Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
Bezugszeichenliste

1: Bodenverdichtungsmaschine
2: Verdichtungsplatte
3: Verdichtungsantrieb
4: Keilriemen
5: Führungsstange
10: Betriebszustandsermittlungsvorrichtung
11: Fehlerermittlungseinheit
12: Speicher
13: Überwachungssensor
20: Fehlerdokumentationseinheit
21: Fehlerspeicher
25: Dokumentationsspeicher
30: Bildschirm
31: Bedieneinrichtung
40: Messeinrichtung
50: Regeleinrichtung
60: Datenschnittstelle
A: Bedienungsanweisung
L: Fehlerliste
R: Steuer- oder Regelanweisungen
U: Untergrund

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006000786 A1 [0003]
DE 102005029434 A [0004]

Claims

Bodenverdichtungsmaschine (1), • handgeführt und/oder ferngesteuert, • mit einer Verdichtungsplatte (2) und einem Verdichtungsantrieb (3), der die Verdichtungsplatte (2) antreibt, • mit einer Betriebszustandsermittlungsvorrichtung (10) zur Bestimmung eines oder mehrerer Betriebszustände, o insbesondere aus der Gruppe Motordaten, Motortemperatur, Motoröldruck, Motorölfüllstand, Kraftstofffüllstand, Kraftstoffverbrauch, Partikelfilterzustand, Partikelfilterregeneration, Schwingmetallpuffer-Verschleiß, Wartungsintervall, Betriebsstunden, Zustandsdaten des Antriebs, Batteriezustand, Batterieladezustand, Feder-Dämpfer-Systeme, Flüssigkeitsstände, Keilriemenverschleiß, Schwingmetallpuffer-Verschleiß, Kraftstoffverbrauch, Erregerlagerüberhitzung, Luftfilterverschmutzung, falscher oder fremdproduzierte Luftfilter verwendet, Aufenthaltsort (bspw. GPS-Daten) und Verdichtungsmessung, gekennzeichnet dadurch, dass • die Bodenverdichtungsmaschine (1) einen Bildschirm (30) aufweist, und • die Betriebszustandsermittlungsvorrichtung (10) eine Fehlerermittlungseinheit (11) zur Ermittlung von fehlerbehafteten Betriebszuständen unter den bestimmten Betriebszuständen aufweist, • wobei die Fehlerermittlungseinheit (11) einen Speicher (12) mit einer Fehlerliste (L) potentieller fehlerhafter Betriebszustände aufweist, die mit digitalisierten Bedienungsanweisungen (A) verknüpft sind, und • wobei die Fehlerermittlungseinheit (11) dazu ausgestaltet ist, über den Bildschirm (30) eine Fehlermeldung zu einem ermittelten, fehlerbehafteten Betriebszustand basierend auf der Fehlerliste (L) auszugeben, umfassend eine Ausgabe der verknüpften digitalisierten Bedienungsanweisung (A).
Bodenverdichtungsmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die auf dem Speicher (12) gespeicherten digitalisierten Bedienungsanweisungen (A) zumindest teilweise visuelle Anleitungshinweise enthalten, wobei die Fehlerermittlungseinheit (11) insbesondere dazu ausgestaltet ist, die digitalisierte Bedienungsanweisung (A) durch wenigstens einen visuellen Anleitungshinweis auszugeben.
Bodenverdichtungsmaschine (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlerermittlungseinheit (11) dazu ausgestaltet ist, die digitalisierte Bedienungsanweisung (A) durch wenigstens zwei hintereinander folgende visuelle Anleitungshinweise auszugeben, dies entweder grafisch hintereinander folgend oder zeitversetzt hintereinander folgend.
Bodenverdichtungsmaschine (1) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die visuelle Anleitungshinweise Fotografien, Animationen, Abstraktionen oder Piktogramm der Bodenverdichtungsmaschine (1) oder Teilen hiervon aufweisen.
Bodenverdichtungsmaschine (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die visuellen Anleitungshinweise zur Fehlerbehebung zu betätigende Bauteile der Bodenverdichtungsmaschine (1) zumindest teilweise visuell darstellen und/oder kennzeichnen.
Bodenverdichtungsmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die auf dem Speicher (12) gespeicherten digitalisierten Bedienungsanweisungen (A) abzuarbeitende Handlungsschritte aufweisen.
Bodenverdichtungsmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese wenigstens einen Überwachungssensor (13) aufweist, und die Fehlerermittlungseinheit (11) dazu ausgestaltet ist, mittels dem oder den Überwachungssensoren (13) festzustellen, ob einer ausgegebenen digitalisierten Bedienungsanweisung (A) Folge geleistet wird.
Bodenverdichtungsmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die auf dem Speicher (12) gespeicherten digitalisierten Bedienungsanweisungen (A) Ersatzteilinformationen, Bauteilspezifikationen und/oder Identifizierungs- oder Bauteilnummern umfassen.
Bodenverdichtungsmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Bedieneinrichtung (31) aufweist, die dazu ausgestaltet ist, die Betriebszustände über den Bildschirm (30) abzurufen und/oder eine auf dem Bildschirm (30) angezeigte Bedienungsanweisung (A) zu bestätigen.
Bodenverdichtungsmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die auf dem Speicher (12) gespeicherten digitalisierten Bedienungsanweisungen (A) einen maschinenlesbaren Code umfassen, wobei der Code mit einer extern von der Bodenverdichtungsmaschine (1) gespeicherten Maschinendokumentation und/oder Serviceseite verknüpft ist.
Bodenverdichtungsmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlerermittlungseinheit (11) eine Fehlerdokumentationseinheit (20) aufweist, die insbesondere dazu ausgestaltet ist, die ermittelten, fehlerbehafteten Betriebszustände und optional deren Fehlerhäufigkeit und/oder die Fehlerbehebungszeiten abzuspeichern.
Bodenverdichtungsmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenverdichtungsmaschine (1) eine Messeinrichtung (40) aufweist, die dazu ausgestaltet ist, eine Verdichtungsmessung auszuführen, und die Betriebszustandsermittlungsvorrichtung (10) einen Dokumentationsspeicher (25) aufweist, der dazu ausgestaltet ist, die Messergebnisse der Messeinrichtung (40) abzuspeichern.
Bodenverdichtungsmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Regeleinrichtung (50) aufweist, mit der der Verdichtungsantrieb (3) in Abhängigkeit der Betriebszustände gesteuert und/oder geregelt ist.
Bodenverdichtungsmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der potentiellen fehlerhaften Betriebszustände der Fehlerliste (L) mit einer Steuer- oder Regelanweisungen (R) verknüpft ist, wobei die Fehlerermittlungseinheit (11) dazu ausgestaltet ist, den Verdichtungsantrieb (3) bei Ermittlung dieses fehlerhaften Betriebszustands entsprechend der Steuer- oder Regelanweisungen (R) anzusteuern.
Bodenverdichtungsmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Datenschnittstelle (60) aufweist, - die zur Ausgabe eines Teils oder aller der Betriebszustände mit der Betriebszustandsermittlungsvorrichtung (10) gekoppelt ist, und/oder - die zur Ausgabe der Fehlermeldungen mit der Fehlerermittlungseinheit (11) gekoppelt ist.
Bodenverdichtungsmaschine (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenschnittstelle (60) zum Empfang von Servicedaten und deren Ausgabe über den Bildschirm (30) ausgestaltet ist.
Bodenverdichtungsmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichtungsplatte (2) über einen Keilriemen (4) von dem Verdichtungsantrieb (3) angetrieben ist, und die Betriebszustandsermittlungsvorrichtung (10) dazu ausgestaltet ist, basierend auf einer Bestimmung einer Motordrehzahl des Verdichtungsantriebs (3) und einer Schwingungsfrequenz der Verdichtungsplatte (2) einen Keilriemenverschleiß des Keilriemens (4) zu ermitteln, wobei ein potentieller fehlerhafter Betriebszustand in der Fehlerliste (L) ein zu hoher Keilriemenverschleiß des Keilriemens (4) ist.
Verfahren zum Betrieb einer Bodenverdichtungsmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, • wobei mit der Betriebszustandsermittlungsvorrichtung (10) ein oder mehrere Betriebszustände ermittelt werden, o insbesondere aus der Gruppe Motordaten, Motortemperatur, Motoröldruck, Motorölfüllstand, Kraftstofffüllstand, Kraftstoffverbrauch, Partikelfilterzustand, Partikelfilterregeneration, Schwingmetallpuffer-Verschleiß, Wartungsintervall, Betriebsstunden, Zustandsdaten des Antriebs, Batteriezustand, Batterieladezustand, Feder-Dämpfer-Systeme, Flüssigkeitsstände, Keilriemenverschleiß, Schwingmetallpuffer-Verschleiß, Kraftstoffverbrauch, Erregerlagerüberhitzung, Luftfilterverschmutzung, falscher oder fremdproduzierte Luftfilter verwendet, Aufenthaltsort (bspw. GPS-Daten) und Verdichtungsmessung, • wobei mit der Fehlerermittlungseinheit (11) ein fehlerbehafteter Betriebszustand unter den bestimmten Betriebszuständen ermittelt wird, und • wobei mit der Fehlerermittlungseinheit (11) über den Bildschirm (30) eine Fehlermeldung zu dem ermittelten, fehlerbehafteten Betriebszustand basierend auf der Fehlerliste (L) ausgegeben wird, umfassend die Ausgabe der verknüpften digitalisierten Bedienungsanweisung (A).