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Die Erfindung betrifft eine Anordnung
zum automatischen Positionieren und Rammen von Pfosten für Leitplankensysteme,
bestehend aus einem Trägerfahrzeug,
auf dessen Fahrzeugrahmen ein für Sonderaufbauten
ausgebildeter Hilfsrahmen befestigt ist, wenigstens einer Rammeneinheit,
die mittels eines teleskopartig verschiebbaren Auslegers am Trägerfahrzeug
befestigt ist, mindestens einer Pfostenaufnahmeeinheit und eine
Zuführvorrichtung
der Pfosten in die Rammeneinheit.
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Bei bisher bekannten Verfahren und
Anordnungen zum Positionieren und Rammen von Pfosten für Leitplankensysteme
zum Einsatz auf Straßen
und Autobahnen werden druckluftbetriebene Rammeneinheiten eingesetzt,
die größtenteils
manuell ausgerichtet und bedient werden, wobei auch die Pfosten per
Hand vor Ort abgelegt und zum Einrammen aufgerichtet und positioniert
werden.
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Die Rammeneinheit, die im wesentlichen
aus dem fahrbaren Rammgerüst,
der Rammenführung, dem
Rammenhammer und der Antriebseinrichtung besteht, wird mittels eines
Fahrzeuges von Baustelle zu Baustelle und vor Ort manuell oder motorisiert
von einer Rammstelle zur anderen transportiert. Die Transport-,
Beund Entladevorgänge
sind zeitaufwändig
und Schwerstarbeit für
die Monteure. Unfallgefahren und gesundheitliche Schädigungen
können nicht
ausgeschlossen werden.
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Mit
EP 1 130 169 A1 sollen diese Nachteile durch
eine automatisierte Montage von Leitplankensystemen verhindert werden.
Mittels Roboter werden mehrere Pfosten gleichzeitig in den Boden
geschraubt. Der Roboter ist auf einem Fahrzeug angeordnet, die Pfosten
werden ebenfalls auf dem Fahrzeug mitgeführt. Der Roboter verbringt
die mit Gewinde versehenen Pfosten von der waagerechten in die senkrechte
Lage und schraubt sie in den Boden. Ein weiteres Fahrzeug mit einem
weiteren Roboter übernimmt
den Transport und die Montage der Leitplanken an den Pfosten mittels
Schnappverbindungen. Mit welchen Mitteln jedoch die genaue Positionierung der
Pfosten zueinander und zur Straße
erfolgen soll, ist in der Schrift nicht oder nur andeutungsweise
beschrieben.
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DE
101 61 651 .1 beschreibt ein weiteres Verfahren mit zugehöriger Anordnung
zum automatischen Einbringen von Pfosten für Leitplankensysteme in den
Boden. Hiernach ist ausgeführt,
mit welchen technischen Mitteln eine genaue Positionsbestimmung
der Pfosten erfolgen kann. Computergesteuert und bildschirmüberwacht
erfolgt in Verbindung mit messtechnisch ermittelten Sollpositionen das
in Abhängigkeit
von den örtlichen
Gegebenheiten positionsgenaue Einbringen der Pfosten in den Boden.
Hierfür
ist ebenfalls ein Kraftfahrzeug vorgesehen, auf dem eine Rammeneinheit
angeordnet ist, an der Führungselemente
zur Halterung und Führung
jeweils eines Pfostens, Positionierungselemente, Mess- und/oder
Steuerungsmittel zur Positionierung des Pfostens und/oder der Rammeneinheit
vorgesehen sind. Des weiteren ist eine Haltevorrichtung auf dem
Fahrzeug derart angeordnet und ausgebildet, dass die Pfosten in
vertikaler Lage im unmittelbaren Umgebungsbereich der Rammeneinheit
angeordnet sind und von Führungselementen
der Rammeneinheit automatisch übernommen
werden.
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Auch diese Erfindung offenbart keine
technischen Mittel zur Realisierung der Einstellung der genauen
Position der Rammeneinheit und damit des jeweiligen Pfostens in
Abhängigkeit
der vor Ort vorhandenen sehr unterschiedlichen und ständig wechselnden
Bedingungen und Gegebenheiten.
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Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung,
eine Anordnung zum automatischen Positionieren und Rammen von Pfosten
für Leitplankensysteme
der eingangs beschriebenen Art und insbesondere der Lösung nach
DE 101 61 651 .1 so weiter
zu bilden, dass es konstruktiv einfach, kostengünstig und zeitsparend möglich wird,
automatisch die genaue Position eines jeden Pfostens, angepasst
an die Gegebenheiten der jeweiligen Montagestelle, einzustellen.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass
die Rammeneinheit und/oder der Ausleger um die Fahrzeuglängsachse
verschwenkbar, horizontal in Richtung der Fahrzeuglängsachse
verfahrbar und vertikal einstell- und ausrichtbar angeordnet sind.
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Mit dieser erfindungsgemäßen Anordnung kann
sowohl der Pfosten in x-Richtung, das heißt, in Längsrichtung zur Fahrbahn oder
der Abstand zwischen zwei Pfosten, in y-Richtung, dass heißt, der Abstand
zwischen einzurammenden Pfosten und Fahrbahnrand und in z-Richtung,
dass heißt
die lotrechte Ausrichtung des Pfostens und die Rammhöhe des Pfostens,
automatisch und genau eingestellt werden. Die Grobpositionierung
der Rammeneinheit zur Einstellung des Abstandes zwischen zwei Pfosten
erfolgt computerüberwacht
durch das Trägerfahrzeug,
der die Rammeneinheit von einer Rammposition in die nächste verfährt.
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Nach einer vorzugsweisen Ausbildung
der erfindungsgemäßen Anordnung
sind auf dem Hilfsrahmen ein um die Fahrzeuglängsachse schwenkbar angeordneter
Schwenkrahmen und ein auf diesem in Richtung der Fahrzeuglängsachse
verschiebbar befestigter Verschieberahmen angeordnet und der Ausleger
ist lösbar
mit dem Verschieberahmen verbunden.
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Mit dem auf dem Hilfsrahmen schwenkbar angeordneten
Schwenkrahmen können
Fahrbahnneigungen zum Fahrbahnrand hin ausgeglichen werden. Die
verschiebbare Befestigung des Verschieberahmens auf dem Schwenkrahmen
dient der genauen Einstellung des Abstandes zwischen zwei Pfosten.
Das Trägerfahrzeug
fährt in
eine vorberechnete Grobposition, wobei jeweils der Abstand zum zuvor gesetzten
Pfosten die Ausgangsposition bildet. Dadurch, dass der Ausleger
auf dem Verschieberahmen befestigt ist und mittels des Schwenkrahmens
die jeweilige Fahrbahnneigung ausgeglichen werden kann, wird der
Ausleger, an dem die Rammeneinheit rechtwinklig zu diesem befestigt
ist. Die Feineinstellung des Äbstandes
zwischen zwei Pfosten wird mittels des Verschieberahmens eingestellt.
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Die Position des zuletzt in den Boden
gerammten Pfostens wird mittels eines Lichtschrankensystems bestimmt,
weitere notwendige Messdaten werden durch mechanische Messanordnungen
ermittelt.
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Nach einer konstruktiv vorteilhaften
Ausführungsform
ist der Schwenkrahmen mittels gelenkartiger Elemente, die exzentrisch
am Hilfsrahmen befestigt sind, mit diesem verbunden und die gelenkartigen Elemente
stehen mit einem Zylinder einer Antriebsvorrichtung in Wirkverbindung.
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Die außermittige Anordnung der gelenkartigen
Elemente schafft definierte und damit günstige Schwerpunktverhältnisse.
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Konstruktiv einfach und kostengünstig ist auch
die erfindungsgemäß vorgesehene
Befestigung des Verschieberahmens auf dem Schwenkrahmen, wonach
der Verschieberahmen mittels wenigstens einer Rollen-Längsführung auf
dem Schwenkrahmen befestigt ist.
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Dabei sind die Längsführung und/oder die Rollen axial
einstellbar ausgebildet.
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Zur Gewährleistung des automatischen
Positionierungsablaufes ist vorgesehen, dass die Positionierung
des Trägerfahrzeugs,
des Schwenkrahmens, des Verschieberahmens, des Auslegers und der
Rammeneinheit mittels einer Computeranordnung und bildschirmüberwacht
gesteuert wird.
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Dabei werden die Daten zur Positionierung der
Pfosten mit Hilfe einer Sensorik erfasst, mittels geeigneter Software
auswertet, an die speziellen Baustellenbedingungen angepasst und
zur erneuten Positionierung des Schwenk- und/oder Verschieberahmens
und/oder des Auslegers und/oder der Rammenvorrichtung an deren Steuereinrichtungen übermittelt.
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Nach einer weiteren vorteilhaften
Fortbildung der erfindungsgemäßen Anordnung
weist die Rammeneinheit einen Vertikalträger auf, der der Einstellung
der Rammenhöhe
und der Befestigung der Rammenführung,
die den Rammhammer und den Pfosten trägt, dient.
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Zur Einstellung der lotrechten Position
des Vertikalträgers
ist des weiteren ein Zylinder einer Antriebsvorrichtung angeordnet,
der mit einem Drehgelenk in Wirkverbindung steht.
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Der Drehpunkt des Drehgelenkes ist
in gleicher Höhe
angeordnet wie die Sensorik zur Abstandsbestimmung.
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Um die Aufbauten auf dem Fahrzeugrahmen in
ihrer Höhe
zu minimieren, damit vorgegebene Maximalhöhen nicht überschritten werden, ist erfindungsgemäß des weiteren
vorgesehen, dass der Hilfsrahmen wenigstens im Befestigungsbereich
des Schwenkrahmens eine geringere Höhe aufweist, als beispielsweise
im Bereich der Anordnung eines Kranes.
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Erfindungsgemäß ist auch vorgesehen, dass auf
dem Hilfsrahmen weitere Aufbauten angeordnet sind, insbesondere
wenigstens eine Transporteinheit in Form eines Kranes, der vor Ort
zum Transport der Pfosten benötigt
wird.
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Zur Gewährleistung eines zeitsparenden Montageablaufes
ist auch vorgesehen, dass zur Mitführung der Pfosten und/oder
der Leitplanken ein Fahrzeuganhänger
eingesetzt wird.
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Die Rammeneinheit ist in vertikaler
Stellung am Ausleger befestigt und wird in wenigstens teilweise
eingefahrenem Zustand des Auslegers in neue Rammposition beziehungsweise
auf eine neue Montagebaustelle transportiert.
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Dadurch entfallen Arbeitsgänge zur
Einstellung der Arbeitsoder Transportposition von horizontaler in
vertikale Lage beziehungsweise umgekehrt.
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Wenn die wenigstens eine Pfostenaufnahmeeinheit
auf dem Verschieberahmen befestigt ist, in der die Pfosten horizontal
angeordnet sind, wird sichergestellt, dass sich die Pfostenaufnahmeeinheit
in jeweils gleichem Abstand zur Rammeneinheit befindet, da bei Verschieben
des Verschieberahmens beide Einheiten gleichermaßen verschoben werden.
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Die Erfindung soll nachfolgend anhand
eines Ausführungsbeispieles
näher erläutert werden.
Die zugehörige
Zeichnung zeigt dabei in
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1 eine
prinzipielle Darstellung eines Trägerfahrzeugs mit den erfindungsgemäßen Aufbauten zum
automatisch positionierten Rammen von Pfosten für Leitplankensysteme in perspektivischer
Ansicht,
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2 eine
Seitenansicht gemäß 1,
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3 eine
Ansicht von hinten auf das Fahrzeug in Transportstellung der Rammeneinheit
und
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4 die
Ansicht gemäß 3 in Arbeitsstellung der
Rammeneinheit.
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Nach den 1 und 2 besteht
die Anordnung zum automatischen Positionieren von Pfosten 1 für Leitplankensysteme
aus dem Trägerfahrzeug 2, auf
dessen Fahrzeugrahmen 3 – wie bekannt – ein spezieller
Hilfsrahmen 4 befestigt ist, der der Anordnung weiterer
Sonderaufbauten, wie beispielsweise ein in der Zeichnung nicht dargestellter
Kran, dient. Des weiteren ist in den 1 und 2 die Rammeneinheit 5 dargestellt,
die auf der Fahrersitzseite seitlich hinter der Fahrerkabine 6 angeordnet
ist. Die Rammeneinheit 5 ist mittels eines Auslegers 7,
der die Rammeneinheit 5 durch seine teleskopartige Ausbildung
horizontal verschiebbar in ihrem Abstand zum Trägerfahrzeug 2 einstellt,
am Trägerfahrzeug 2 befestigt.
Die Einstellung des Abstandes geschieht mittels einer hydraulischen
Antriebseinheit 8. Auf dem Trägerfahrzeug 2 ist
weiterhin eine Aufnahmevorrichtung 9 für die Pfosten 1 befestigt,
die mit – in
der Zeichnung nicht dargestellten – Mitteln zum Aufrichten der
horizontal angeordneten Pfosten 1 in ihre senkrechte Stellung
und eine Zuführeinheit
zum automatischen Transport jeweils eines Pfostens 1 in
die Rammeneinheit 5 ausgestattet ist. Mittels des in 2 andeutungsweise dargestellten
Schwenkzylinders 10 kann die Schwenkbewegung der Rammeneinheit 5 ausgeführt werden.
Die Rammeneinheit 5 ist derart angeordnet, dass Positionierbewegungen sowohl
horizontal, als auch vertikal, um die Fahrzeuglängsachse 11 verschwenkbar
und um einen Drehpunkt drehbar – zur
lotrechten Positionierung des Pfostens – ausführbar sind.
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Die 3 und 4 veranschaulichen in prinzipieller
Darstellung weitere Elemente zur Einstellung des Abstandes des einzurammenden
Pfostens 1 in Bezug auf den bereits gerammten Pfosten 1 (x-Richtung), seinen
Abstand zum Fahrbahnrand (y-Richtung) und die Einrammhöhe (z-Richtung).
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Ruf dem Hilfsrahmen 4, der
aus Quer- und Längsstegen
aus einem U-Profilmaterial besteht, ist schwenkbar der Schwenkrahmen 12 befestigt.
Die Befestigung geschieht mittels Schwenkgelenken 13, die
exzentrisch angeordnet sind. Damit lassen sich die Schwerpunktverhältnisse
genau definieren. Die Schwenkgelenke 13 stehen zur Ausführung der Schwenkbewegung
mit einer hydraulischen Antriebseinheit 14 in Wirkverbindung.
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Auf dem Schwenkrahmen 12 ist
ein weiterer Rahmen, der als Verschieberahmen 15 ausgebildet ist,
befestigt. Er dient der Einstellung des genauen Abstandes zweier
Pfosten 1 zueinander. Die Grobpositionierung wird über eine
computergesteuerte und bildschirmüberwachte, in der Zeichnung
nicht dargestellte, Steueranordnung realisiert, die Feinpositionierung
in x-Richtung übernimmt
der Verschieberahmen 15, der über eine Rollen-Längsführung 16, die axial
einstellbar ausgeführt
ist, auf dem Schwenkrahmen 12 befestigt ist.
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Auf dem Verschieberahmen 15 ist
der Ausleger 7 befestigt, dessen Position zum zuerst gesetzten Pfosten 1 über ein
Lichtschrankensystem und die Computersteuerung genau einstellbar
ist.
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Die Rammeneinheit 5 besteht
im wesentlichen aus dem angetriebenen Rammenhammer 17 und
dem Vertikalträger 18,
an dem obere und untere Führungselemente,
in Form des oberen Klemmelementes 19 und der unteren Pfostenführung 20 befestigt
sind, die der Aufnahme und Führung
des Pfostens 1 dienen. Des weiteren ist, wie in 2 gezeigt, der Schwenkzylinder 10 angeordnet,
der in Wirkverbindung mit einem Drehgelenk 21 steht, um
die Schwenkbewegung der Rammeneinheit 5 zur lotrechten
Positionierung des Pfostens 1 ausführen zu können.
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Um die Bauhöhe der Aufbauten auf dem Fahrzeugrahmen 3 so
gering wie möglich
zu halten, weist der Hilfsrahmen 4 – wie in 2 veranschaulicht – im Bereich der Aufbauten
eine wesentlich geringere Höhe
auf. Der Hilfsrahmen 4 ist aus Stabilitätsgründen im wesentlichen für den Kranaufbau
notwendig und kann demzufolge im Bereich weiterer Aufbauten zumindest
in seiner Höhe
redu ziert werden.
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Der wesentliche Verfahrensablauf
zum Einstellen der genauen Position eines Pfostens 1 unter Berücksichtigung
der unterschiedlichen Gegebenheiten vor Ort ist folgender:
Das
Trägerfahrzeug 2 fährt mit
den beschriebenen Aufbauten, beladen mit wenigstens einem Teil der
in einer Montageschicht benötigten
Pfosten 1 und einem Anhänger,
der mit weiteren Pfostenvorräten, Werkzeugen,
eventuellen weiteren Aufbauten und ähnlichem beladen ist zur Montagebaustelle.
Die Rammeneinheit 5 befindet sich in Transportstellung, das
heißt,
im wenigstens teilweise eingezogenen Zustand des teleskopartigen
Auslegers 7. Das Trägerfahrzeug 2 wird
anhand einer Leitlinie auf der Fahrbahn ausgerichtet, die Fahrzeugachse
wird mittels Hydraulikzylinder aus den Federn gehoben und blockiert.
Die Arbeitsbereitschaft der Anordnung wird hergestellt, das heißt, die
Computeranordnung im Fahrzeug und die zugehörigen Steuerungs- und Messwertermittlungsanordnungen
werden aktiviert. Die zur Berechnung der Position notwendigen speziellen
Daten vor Ort, die zunächst
mittels mechanischer Messvorrichtungen ermittelt worden sind, werden
eingegeben, das Softwareprogramm wird an die speziellen Baustellenbedingungen
angepasst. Die Rammeneinheit 5 wird in Pfostenübergabeposition gebracht
und es erfolgt die erste automatische Pfostenübergabe an die Rammeneinheit 5.
Danach erfolgt die automatische Positionierung des Pfostens 1. Der
Ausleger wird in x-, y- und z-Richtung mittels des Teleskopauszuges,
des Schwenkrahmens 12 und des Verschieberahmens 15 ausgerichtet.
Die Rammeneinheit 5 wird in ihrer Rammhöhe eingestellt, der Pfosten 1 wird
in eine definierte Höhe über den
Boden verfahren und ins Lotrechte gestellt. Der erste Pfosten 1 wird
gerammt.
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Anschließend öffnet das Klemmelement 19 und
die Pfostenführung 20 und
die Rammeneinheit 5 wird aus dem Pfostenbereich entfernt.
Der Ausleger 7 verfährt
die Rammeneinheit 5 in Übergabeposition des
neuen Pfostens 1, während
das Trägerfahrzeug 2 die
nächste
Rammposition gesteuert anfährt.
Ein Lichtschrankensys tem überwacht
den Abstand des Trägerfahrzeuges 2 zum
ersten gesetzten Pfosten 1 und signalisiert das Anhalten
des Trägerfahrzeuges 2 nach
Erreichen der Grobposition, das heißt der nächsten Einbringstelle eines
Pfostens 1. Die eingestellten Positionen des Schwenkrahmens 12 und
des Verschieberahmens 15 werden überprüft und gegebenenfalls neu eingestellt,
die Pfostenhöhe
des neu zu rammenden Pfostens 1 und die lotrechte Ausrichtung
werden an der Rammeneinheit 5 mittels des Drehgelenkes 21 in
Wirkverbindung mit dem Schwenkzylinder 10 eingestellt,
das in etwa gleicher Höhe
am Vertikalträger 18 angeordnet
ist wie der Sensor zur Abstandsbestimmung.
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Der Einsatz dieser erfindungsgemäßen Anordnung
ergibt eine wesentliche Montagezeit- und -aufwandseinsparung. Gesundheitsrisiken
und Unfallgefahren werden minimiert. Montagearbeitskräfte können infolge
des vollautomatischen Montageablaufes anderweitig eingesetzt werden.
Die Pfosten 1 können
auch nachts montiert werden. Arbeitsgänge wie das Auslegen von Schutzplankenbändern, das manuelle
Verteilen der Pfosten entlang der Montagestrecke und nachfolgende
Säuberungsarbeitsgänge durch
zwischenzeitlich eingetretene Verschmutzungen entfallen völlig. Stauzeiten
durch längerfristige Leitplankenmontagen
können
erheblich verkürzt
werden.
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- 1
- Pfosten
- 2
- Trägerfahrzeug
- 3
- Fahrzeugrahmen
- 4
- Hilfsrahmen
- 5
- Rammeneinheit
- 6
- Fahrerkabine
- 7
- Ausleger
- 8
- Antriebseinheit
- 9
- Aufnahmeeinheit
für Pfosten
- 10
- Schwenkzylinder
- 11
- Fahrzeuglängsachse
- 12
- Schwenkrahmen
- 13
- Schwenkgelenk
- 14
- Antriebseinheit
- 15
- Verschieberahmen
- 16
- Rollen-Längsführung
- 17
- Rammenhammer
- 18
- Vertikalträger
- 19
- Klemmelement
- 20
- Pfostenführung
- 21
- Drehgelenk