DE112010000670B4

DE112010000670B4 - System und Verfahren zum Steuern einer Oberflächenverdichtung einer Walzmaschine mit Vibrationsverdichtungswalze

Info

Publication number: DE112010000670B4
Application number: DE112010000670.9T
Authority: DE
Inventors: Edward Wolf
Original assignee: Caterpillar Trimble Control Technologies LLC
Current assignee: Caterpillar Trimble Control Technologies LLC
Priority date: 2009-02-20
Filing date: 2010-02-19
Publication date: 2017-02-02
Anticipated expiration: 2030-02-20
Also published as: US8142103B2; CN102292502A; WO2010096620A1; US20100215434A1; DE112010000670T5

Abstract

System zum Sensieren einer Oberflächenverdichtung einer Walzmaschine (10) mit Vibrationsverdichtungswalze (18, 20) und zum Bereitstellen eines Sensorsignals, welches einer Steuer- oder Regelvorrichtung (34), welche an der Walzmaschine (10) angebracht ist, die sensierte Oberflächenverdichtung anzeigt, aufweisend: einen Sensor (50) zum Sensieren der Verdichtung und zum Bereitstellen eines Signals, welches die sensierte Oberflächenverdichtung anzeigt, wobei der Sensor (50) an der Verdichtungswalzenaufhängung der Walzmaschine (10) angebracht ist, einen Umwandler (54) für Vibrationen in elektrische Energie, welcher mit dem Sensor (50) an der Verdichtungswalzenaufhängung angebracht ist, und Vibrationen ausgesetzt ist, welche er in elektrische Energie umwandelt, wobei die elektrische Energie dem Sensor (50) zur Verfügung gestellt wird, einen Transmitter (56), welcher durch die elektrische Energie von dem Umwandler (54) für Vibrationen in elektrische Energie mit Leistung versorgt wird und auf den Sensor (50) reagiert, zum Übertragen des Sensorsignals, und einen Empfänger (58) an der Maschine zum Empfangen des Sensorsignals von dem Transmitter (56) und zum Bereitstellen des Sensorsignals für die Steuer- oder Regelvorrichtung (34), wobei der Umwandler (54) für Vibrationen in elektrische Energie einen Linear-Permanentmagnetgenerator aufweist.

Description

Walzmaschinen bzw. Verdichtungsmaschinen (Kompaktoren) werden in erheblichem Maße bei Bauprojekten verwendet, um Erdreich, Asphalt, Kies bzw. Schotter und ähnliche Materialien zu kompaktieren bzw. zu verdichten. Typische derartige Maschinen weisen Mechanismen auf, welche unter gesteuerten bzw. geregelten Frequenzen und Amplituden vibrieren, während sie auf die Oberfläche des zu verdichtenden Materials niederdrücken. Eine derartige Maschine und Steuerung sowie eine Maschinensteuerung sind im US-Patent mit der Nr. 7 089 823 , welches am 15. August 2006 für Potts erteilt wurde, offenbart, dessen Offenbarung hierin durch Bezugnahme eingebunden ist. Potts zeigt eine Vibrationswalze, welche vibrierende Mechanismen innerhalb von Kompaktierwalzen verwendet. Vibrationen werden auf die Walzen übermittelt, wenn die Walzmaschine über die Oberfläche geführt wird, was den Verdichtungsvorgang verbessert. Jeder vibrierende Mechanismus weist typischerweise Gewichte auf, welche sich um eine gemeinsame Achse drehen, wobei die Gewichte in einer exzentrischen Position hinsichtlich der gemeinsamen Achse angeordnet sind, um sich ändernde Grade eines Ungleichgewichts während der Drehung zu erzeugen. Die Amplitude der Vibrationen, welche durch die Anordnung erzeugt werden, wird durch ein Verändern der relativen Position der exzentrischen Gewichte zum Variieren der Durchschnittsmassenverteilung variiert. Ein Variieren der Drehgeschwindigkeit der Gewichte um ihre gemeinsame Achse ändert die Frequenz der Vibrationen, welche durch die Anordnung erzeugt werden.
Es ist bekannt, den Grad der Verdichtung des Materials durch ein Überwachen der reflektierten Vibrationen, welche zu der Walzmaschine zurückkehren bzw. zurückgesendet werden, zu bestimmen. Diese reflektierten Vibrationen können durch geeignete Sensoren erfasst bzw. sensiert werden, welche an bzw. auf der Maschine mitgeführt werden. Die Vibrationen können tatsächlich von der Verdichtungsoberfläche durch die Walzen durchtreten und durch geeignete positionierte Sensoren an oder benachbart zu der Walzenaufnahme bzw. Walzenabstützung erfasst werden. Wie bekannt ist, variiert eine optimale Verdichtung von Material zu Material und es ist zu bevorzugen, dass das Material nicht zu sehr oder zu wenig verdichtet wird. Um dies zu erreichen, kann der Grad der Verdichtung durch Sensoren an bzw. auf der Maschine bestimmt werden, welche Reflexionen von kinetischer Energie empfangen. Die Sensoren sind unter einem Abstand von der Maschinensteuerung bzw. -regelung montiert und die Sensorausgaben müssen demzufolge der Maschinensteuerung typischerweise durch ein Kabel zur Verfügung gestellt werden. Zusätzlich benötigen die Sensoren typischerweise eine Leistungsversorgung und diese Leistung wird auch über zusätzliche Drähte oder Kabel bereitgestellt. Solche Drähte oder Kabel können jedoch aus einer Anzahl von Gründen problematisch sein. Beispielsweise erstrecken sie sich zu verschiedenen Teilen der Maschine, welche einer rauen Umgebung ausgesetzt sein können, was verursacht, dass sie beschädigt werden können oder ziemlich schnell brechen. Weiterhin können Sensordrähte oder Kabel die relative Bewegung von Maschinenkomponenten bzw. Maschinenbauteilen beschränken.
Weiterer Stand der Technik wird in DE 20 2004 015 141 U1 , DE 199 56 943 A1 und GB 2 439 411 A offenbart.
Dabei offenbart DE 20 2004 015 141 U1 einen Bodenverdichter zum Verdichten von Untergründen und Baustoffen mit einer Bodenplatte, die von einem motorische angetriebenen Schwingungserreger in eine gerichtete Schwingung versetzt wird, und mit einer Einrichtung zur Ermittlung des Verdichtungsgrades während der Bodenverdichtung, wobei die Einrichtung zur Ermittlung des Verdichtungsgrades einen Sensor aufweist, der die Beschleunigung der Bodenplatte erfasst, wobei der Sensor an der Bodenplatte befestigt ist, wobei die Einrichtung zur Ermittlung des Verdichtungsgrades eine elektronische Schaltung aufweist, welche die von dem Sensor erfassten Messwerte aufnimmt und verarbeitet, und wobei die Einrichtung zur Ermittlung des Verdichtungsgrades ein Anzeigeelement aufweist, das wenigstens drei Leuchtelemente aufweist, die als Leuchtkette geschaltet den Grad der Verdichtung repräsentieren.
DE 199 56 943 A1 betrifft eine Vorrichtung zur Verdichtungskontrolle, insbesondere von Schwarzdecken im Straßen- und Wegebau, mit einer Vibrationswalze, die mit einer Verdichtungskontrollvorrichtung versehen ist. Bei der Verdichtung von Schwarzdecken können die aus der Erdverdichtung bekannte Messmethoden der dynamischen Bodensteifigkeit zur Ermittlung des erreichten Verdichtungszustandes nicht eingesetzt werden, da sich die Asphaltsteifigkeit zwischen zwei Messungen mit der Temperatur ändert und außerdem die Untergrundsteifigkeit jeweils anteilig mitgemessen wird. Um diese Probleme zu lösen, wird eine zweite Vibrationswalze vorgesehen, die mit der ersten Verdichtungskontrollvorrichtung versehen ist, wobei die zweite Vibrationswalze mit der ersten Vibrationswalze mit der ersten Vibrationswalze diese im Wesentlichen spurgetreu verfolgend gekoppelt ist. Hierdurch wird für die Gegenüberstellung der ermittelten Messwerte die Temperaturunabhängigkeit der ermittelten Messwerte eliminiert. Des Weiteren ist eine Auswerteeinheit vorhanden, die die Messergebnisse der beiden Verdichtungskontrollvorrichtungen gegenüberstellt. Hierdurch wird die Untergrundsteifigkeit in den Messwerten eliminiert.
GB 2 439 411 A offenbart einen elektromechanischen Generator zur Umwandlung von mechanischer Schwingungsenergie in elektrische Energie, wobei der elektromechanische Generator aufweist: ein Gehäuse, ein elektrisch leitende Spulenanordnung ortsfest in dem Gehäuse angebracht ist, wobei die Spulenanordnung radial innere und äußere Seiten mit oberen und unteren Kanten aufweist, eine Halterung für die Spulenanordnung erstreckt sich zum Befestigen der Spulenanordnung in einer fixierten Position in dem Gehäuse von der radial inneren Seite einwärts. Ferner weist der elektromechanische Generator eine Magnetkernanordnung auf, die beweglich im montierten Gehäuse für eine lineare Schwingungsbewegung entlang einer Achse angebracht ist, sowie eine Vorspannvorrichtung, die zwischen dem Gehäuse und der Magnetkernanordnung zum Vorspannen der Magnetkernanordnung in entgegengesetzten Richtungen entlang der Achse in Richtung einer zentralen Position, wobei die magnetische Kernanordnung die elektrisch leitende Spulenanordnung an der radial äußeren Seite und an den oberen und unteren Kanten und an einem Teil der radial inneren Seite, wobei die Magnetkernanordnung einen Spalt an seinem radial inneren Abschnitt aufweist, durch welchen sich die Halterung erstreckt, und wobei der radial innere Abschnitt zwei entlang der Achse beanstandete, gegenüberliegende Magneten enthält.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung ein System zum Sensieren einer Oberflächenverdichtung einer Walzmaschine bereitzustellen, dass auf eine hinderliche Verkabelung der Sensorik verzichtet und einen autarken Sensorbetrieb in einer rauen Betriebsumgebung ermöglicht, sowie ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Systems.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der jeweiligen Ansprüche 1, 2, 8, 9 und 12 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der jeweiligen, davon abhängigen Ansprüche
Ein System zum Sensieren einer Oberflächenverdichtung einer Walzmaschine bzw. Verdichtungsmaschine bzw. Kompaktiermaschine (Kompaktor) mit einer Vibrationsverdichtungswalze sieht ein Sensorsignal vor, welches der Walzmaschine eine erfasste Oberflächenverdichtung anzeigt. Das Sensorsignal kann für eine Steuerung bzw. Regelung vorgesehen sein, welche an der Walzmaschine angebracht ist. Das System weist einen Sensor zum Sensieren einer Verdichtung und zum Bereitstellen eines Signals, welches die erfasste bzw. sensierte Oberflächenverdichtung anzeigt, vor. Der Sensor ist an der Verdichtungswalzenabstützung bzw. Verdichtungswalzenaufnahme der Walzmaschine angebracht. Das System weist weiterhin einen Umwandler bzw. Konverter für Vibrationen in elektrische Energie auf, welcher mit dem Sensor an der Verdichtungswalzenaufnahme angebracht und Vibrationen ausgesetzt ist. Der Umwandler wandelt Vibrationen in elektrische Energie um und stellt diese elektrische Energie dem Sensor zur Verfügung. Das System weist auch einen Sender bzw. Transmitter auf, welcher durch die elektrische Energie von dem Umwandler für Vibrationen in elektrische Energie mit Leistung versorgt wird, und zur Übertragung des Sensorsignals auf den Sensor reagiert. Letztendlich hat das System einen Empfänger an der Maschine zum Empfangen des Sensorsignals von dem Transmitter und um das Sensorsignal der Steuerung bzw. Regelung zur Verfügung zu stellen. Der Umwandler für Vibration in elektrische Energie weist einen Linerar-Permanentmagnetgenerator auf.
Ein Verfahren zum Sensieren der Oberflächenverdichtung, welche durch eine Walzmaschine des Typs, welcher eine vibrierende Verdichtungswalze hat, bewirkt wird, und zum Bereitstellen eines Sensorsignals, welches der Walzmaschine die Oberflächenverdichtung anzeigt, weist die Schritte des Umwandelns der Vibrationsbewegung der Walzmaschinenwalze in elektrische Energie, während die Walze vibriert, unter Verwendung eines Umwandlers für Vibrationen in Energie, des Zurverfügungstellens der elektrischen Energie für einen Vibrationssensor an der Vibrationskompaktierwalzenabstützung, des Erzeugens eines Signals mit dem Vibrationssensor und des Zurverfügungstellens des Signals für einen Kurzreichweitentransmitter und des drahtlosen Übertragens des Signals zu der Maschine auf. Das Verfahren kann weiterhin den Schritt des Empfangens des Signals, welches drahtlos zu der Maschine übertragen wird, mit einem Empfänger, und dann ein Zurverfügungstellen des empfangenen Signals für eine Maschinensteuerung bzw. -regelung aufweisen. Das empfangene Signal kann dann auf einer Anzeige in bzw. an der Maschine angezeigt werden. Das Verfahren kann weiterhin den Schritt des Steuerns bzw. Regelns des Betriebs der Walzmaschine basierend auf dem Sensorsignal aufweisen. Das Verfahren kann weiterhin den Schritt des Sensierens der reflektierten Vibration zum Bereitstellen einer Anzeige des Verdichtungsniveaus aufweisen. Der Schritt des drahtlosen Übertragens des Signals zu der Maschine kann den Schritt des drahtlosen Übertragens des Signals über eine Funkübertragung zu der Maschine aufweisen.
Das System kann weiterhin einen zweiten Transmitter zum Kommunizieren von der Maschine zu dem Sensor und einen zweiten Empfänger zum Empfangen von Kommunikationen von dem zweiten Transmitter aufweisen. Zusätzlich kann das System eine Batterie aufweisen, die mit dem Sensor für eine Leistungsversorgung des Sensors in Verbindung mit dem Umwandler verbunden ist. Das Verfahren kann weiterhin den Schritt des drahtlosen Kommunizierens von der Walzmaschine zu dem Sensor aufweisen. Das Verfahren kann auch den Schritt einer Versorgung des Sensors mit Leistung unter Verwendung einer Batterie in Verbindung mit dem Umwandler aufweisen.
1 ist eine Seitenansicht eines Vibrationsverdichters bzw. -kompaktors, mit weggebrochenen Abschnitten, um Innenbauteil bzw. Innenkomponenten offenzulegen;
2 ist ein schematisches Blockdiagramm eines Sensors und einer Steuerung und zugeordneter Komponenten bzw. Bauteile;
3 ist eine erste Variation bzw. Abwandlung eines Umwandlers für Vibrationen in Energie;
4 ist eine zweite Variation bzw. Abwandlung eines Umwandlers für Vibrationen in Energie; und
5 ist ein schematisches Blockdiagramm einer Variation bzw. Abwandlung des Sensors und der Steuerung und zugeordneter Komponenten bzw. Bauteile der 2, wobei gleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind, wie sie in 2 verwendet werden.
1 ist eine beispielhafte Seitenansicht einer Vibrationsverdichtungsmaschine bzw. Vibrationswalzmaschine bzw. Vibrationskompaktormaschine 10, welche Vibrationsmechanismen 12 und 14 hat. Wie allgemein bekannt ist, kann eine Maschine wie beispielsweise die Vibrationswalzmaschine 10 verwendet werden, um die Dichte zu erhöhen, d. h. um eine Schicht eines frisch ausgebrachten Materials 16 wie beispielsweise Asphalt, andere Bitumenmischungen, Erdreich, Kies bzw. Schotter oder andere verdichtbare Materialien zu verdichten. Die Vibrationswalzmaschine 10 kann ein Paar von Verdichtungstrommeln oder -walzen 18 und 20 aufweisen, welche drehbar an einem Hauptrahmen 22 angebracht sind, und welche jeweilige Vibrationsmechanismen 12 und 14 umgeben. Der Hauptrahmen 22 stützt eine Maschine 24 ab, welche verwendet wird, um mechanische oder elektrische Leistung zum Antreiben der Walzmaschine 10 zu erzeugen.
Ein Paar von Leistungsquellen 26 und 28 sind mit der Maschine 24 in einer herkömmlichen Art und Weise oder in irgendeiner anderen angemessenen Art und Weise verbunden. Die Leistungsquellen 26 und 28 können elektrische Generatoren, Fluidpumpen oder irgendeine andere Quelle von Leistung sein, welche geeignet ist, um die Walzmaschine 10 anzutreiben, Leistung für die Vibrationsmechanismen 12 und 14 bereitzustellen und zum Bereitstellen von Leistung für mechanische Untersysteme und elektrische Systeme, welche der Walzmaschine 10 zugeordnet sind. Es ist festzuhalten, dass eine Walzmaschine verwendet werden kann, in welcher es nur eine einzelne Vibrationsverdichtungswalze gibt.
Die Vibrationsmechanismen 12 und 14 können betriebsmäßig mit jeweiligen Motoren 30 und 32 gekoppelt sein. Während jede der Verdichtungstrommeln oder -walzen 18 und 20 mit nur einem Vibrationsmechanismus gezeigt ist, können zusätzliche Vibrationsmechanismen in einer von beiden oder in beiden der Trommeln 18 und 20 verwendet werden, wenn dies erwünscht ist. Soweit die Leistungsquellen 26 und 28 elektrische Leistung zur Verfügung stellen, können die Motoren 30 und 32 Elektromotoren, beispielsweise Gleichstrommotoren, sein. Alternativ können, soweit die Leistungsquellen 26 und 28 mechanische oder hydraulische Leistung bereitstellen, die Motoren 30 und 23 Fluidmotoren sein. In jedem Fall sind die Motoren 30 und 32 betriebsmäßig mit den Leistungsquellen 26 und 28 über geeignete elektrische Drähte oder Kabel, Relais, Sicherungen, Fluidleitungen oder Steuer- oder Regelventile (nicht gezeigt), wie benötigt verbunden.
Die Walzmaschine 10 weist eine Steuer- bzw. Regelvorrichtung 34 auf, welche verwendet werden kann, um die Amplitude und die Frequenz der Vibrationen, welche durch eine oder beide der Vibrationsmechanismen 12 und 14 erzeugt werden, zu steuern bzw. zu regeln. Die Steuervorrichtung 34 kann betriebsmäßig mit einem Bediener- oder Verwender-Interface bzw. einer Bediener- oder Verwender-Schnittstelle 36 gekoppelt sein, welche es dem Verwender oder Bediener der Walzmaschine 10 erlaubt, die Charakteristik der Vibrationen, welche durch die Vibrationsmechanismen 12 und 14 erzeugt werden, zu variieren, einen erwünschten Vibrationssteuermodus auszuwählen und zu bestimmen, ob eine oder beide Kompaktortrommeln 18 und 20 veranlasst werden sollten zu vibrieren. Eine Anzeige 37 reagiert auf die Steuerung 34 und erlaubt es dem Bediener, einen Bedienungsstatus oder Bedingungen bzw. Zustände, welche der Walzmaschine 10 zugeordnet sind, zu betrachten. Die Benutzer-Schnittstelle 36 kann mit der Steuervorrichtung 34 und mit anderen Elementen der Walzmaschine 10 über leitfähige Kabel, optische Fasern oder drahtlose Kommunikationsverbindungen wie beispielsweise eine Funkfrequenz-, eine Infrarot- und eine Ultraschallkommunikation verbunden sein.
Ein System zum Sensieren einer Oberflächenverdichtung, welche durch die Walzmaschine 10 bewirkt wird, und zum Bereitstellen eines Sensorsignals, welches der Steuervorrichtung 34, die an der Walzmaschine 10 montiert ist, die sensierte Oberflächenverdichtung anzeigt, ist in 2 gezeigt. Das System weist einen Sensor 50 zum Sensieren einer Verdichtung und zum Bereitstellen eines Signals auf einer Leitung 52, welches eine sensierte Oberflächenverdichtung anzeigt, auf. Der Sensor 50 kann auf bzw. an der Verdichtungswalzenabstützung bzw. -aufnahme, wie beispielsweise dem Rahmen 22, angebracht sein, oder er kann benachbart zu der Achsenabstützung für die Trommel oder die Walze 18 der Walzmaschine 10 angebracht sein. Das System weist weiterhin einen Umwandler 54 für Vibrationen in Energie auf, welcher mit dem Sensor 50 an der Kompaktierwalzenabstützung bzw. -aufnahme 22 angebracht ist, und Vibrationen unterworfen ist, welche er in elektrische Energie umwandelt, welche dann dem Sensor 50 zur Verfügung gestellt wird. Ein Sender bzw. Transmitter 56, welcher durch die elektrische Energie von dem Umwandler 54 für Vibration in elektrische Energie mit Leistung versorgt wird, reagiert auf den Sensor 50. Der Sensor 50 überträgt das Sensorsignal drahtlos zu einem Empfänger 58 an der Maschine 10. Der Empfänger 58 empfängt das Sensorsignal von dem Transmitter 56 und stellt das Sensorsignal für die Steuervorrichtung 34 bereit. Die Steuervorrichtung 34 zeigt dann Informationen über die Verdichtung auf der Anzeige 37 für den Bediener zum Betrachten an, oder sie kann die Verdichtungsinformationen auf anderen Wegen verwenden, wie beispielsweise zum Ändern der Amplitude oder der Frequenz der Vibrationen, welche durch die Walzen 18 und 20 auf die Oberfläche des Materials 16 übermittelt werden. Es ist festzuhalten, dass die Steuervorrichtung 34 die Verdichtungsinformationen einfach aufzeichnen kann und eine Datenbank für den Verdichtungsgrad des Materials, über welches sich die Maschine fortbewegt, entwickeln kann. Diese Informationen können später durch anderes Equipment verwendet werden.
Die 3 und 4 zeigen zwei Variationen bzw. Abwandlungen eines Umwandlers für Vibrationen in Energie des Typs, welcher verwendet werden kann. In dem Umwandler für Vibrationen in Energie der 3 gleitet ein Permanentmagnet auf einer Unterstützungsschiene bzw. Abstützschiene 62 innerhalb eines Gehäuses 64. Das Gehäuse ist aus einem nichtmetallischen Material gefertigt, so dass es eine Spule 66 nicht von dem fluktuierenden Magnetfeld, welches durch den sich bewegenden Magneten erzeugt wird, abschirmt. Der Magnet 61 kann ein Paar von Spiralfedern bzw. Sprungfedern 68 und 70 auf gegenüberliegenden Seiten haben, so dass er dazu neigt, zu der Mitte der Schiene 62 zurückzukehren, nachdem er von diesem Punkt durch Vibrationen weggeschoben wurde. Die Bewegung des Magneten 61 erzeugt einen elektrischen Strom in der Spule 66. In dem Umwandler für Vibrationen in Energie der 4 andererseits stellt ein Paar stationärer bzw. festliegender Magnete 72 und 74 ein stationäres Magnetfeld bereit durch welches eine bewegliche Spule 76 hindurchtritt, wenn sie entlang einer Schiene 78 auf einer Spulenabstützung 80 gleitet. Die Bewegung der Spule 76 verursacht, dass ein elektrischer Strom in der Spule erzeugt wird. Es ist festzuhalten, dass beide Variationen bzw. Abwandlungen Linear-Permanentmagnetgeneratoren sind.
Das in den 1 und 2 gezeigte System stellt das sensierte Vibrationssignal der Steuervorrichtung 34 über einen Kurzreichweitentransmitter 56 zur Verfügung, welcher das Signal drahtlos auf die bzw. zu der Maschinensteuervorrichtung 34 überträgt. Die Verdichtungsinformationen, welche aus dem Signal abgeleitet werden, können angezeigt werden, verwendet werden, um den Betrieb der Maschine zu steuern bzw. zu regeln. Alternativ können die Verdichtungsinformationen einfach für einen späteren Gebrauch gespeichert werden. 2 zeigt einen Funktransmitter 56, welcher zum Übertragen des Vibrationssignals zu der Steuervorrichtung 34 verwendet wird. Es ist festzuhalten, dass andere Kurzweitreichentransmissions- bzw. -übertragungstechniken verwendet werden können, einschließlich einer Infrarotübertragung.
5 zeigt eine Variation bzw. Abwandlung des Sensors 50, der Steuervorrichtung 34 und zugeordneter Komponenten bzw. Bauteile der 2, welche eine Zweiwegekommunikation zwischen dem Sensor 50 und der Steuervorrichtung 34 vorsehen. Zu diesem Zweck kann die Steuervorrichtung 34 ein Signal über einen Kurzreichweitenfunktransmitter 60 zu einem Empfänger 62 senden. Der Empfänger 62 stellt das empfangene Signal dann dem Vibrationssensor 50 zur Verfügung. Durch diese Anordnung kann die Steuervorrichtung 34 eine Anzahl von Änderungen drahtlos in dem Sensor 50 bewirken. Beispielsweise können die Einstellungen des Sensors 50 angepasst werden. Diese Einstellungen schließen die Datenmelderate und die Filterparameter des Sensors 50 ein. Alternativ kann die Steuervorrichtung 34 veranlassen, dass eine neue Firmware zu dem Sensor 50 heruntergeladen wird, falls der Sensor 50 derart ist, dass er eine Firmware speichern kann.
Es sei angemerkt, dass 5 die Hinzufügung einer Batterie 64, welche mit der Leistungsversorgung des Vibrationssensors 50, des Funktransmitters 56 und des Funkempfängers 62 in Zusammenhang steht. Die Batterie 64, welche auch in dem System der 2 optional vorhanden ist, stellt eine Leistungsquelle für den Sensor 50, den Funktransmitter 56 und den Funkempfänger 62 bereit, und zwar entweder dauerhaft oder nur für die Zeitdauern, während welcher keine Vibration vorhanden ist und demnach keine Leistung von dem Umwandler 54 vorhanden ist. Wenn es erwünscht ist, kann die Batterie 64 die Primärleistungsquelle sein und kann aufgeladen bzw. wiedergeladen werden, wenn der Umwandler 54 Vibrationen erfährt und demnach eine elektrische Leistungsausgabe bereitstellt. Der Sensor 50 kann in einer Arbeitszyklus-Art und Weise an- oder abgeschaltet werden, um die Menge der Leistung von der Batterie 64, welche verbraucht wird, zu verringern.
Andere Aspekte, Aufgaben und Vorteile der Ausführungsformen können aus einem Studium der Zeichnungen, der Offenbarung und der beigefügten Ansprüche erhalten werden.

Claims

System zum Sensieren einer Oberflächenverdichtung einer Walzmaschine (10) mit Vibrationsverdichtungswalze (18, 20) und zum Bereitstellen eines Sensorsignals, welches einer Steuer- oder Regelvorrichtung (34), welche an der Walzmaschine (10) angebracht ist, die sensierte Oberflächenverdichtung anzeigt, aufweisend: einen Sensor (50) zum Sensieren der Verdichtung und zum Bereitstellen eines Signals, welches die sensierte Oberflächenverdichtung anzeigt, wobei der Sensor (50) an der Verdichtungswalzenaufhängung der Walzmaschine (10) angebracht ist, einen Umwandler (54) für Vibrationen in elektrische Energie, welcher mit dem Sensor (50) an der Verdichtungswalzenaufhängung angebracht ist, und Vibrationen ausgesetzt ist, welche er in elektrische Energie umwandelt, wobei die elektrische Energie dem Sensor (50) zur Verfügung gestellt wird, einen Transmitter (56), welcher durch die elektrische Energie von dem Umwandler (54) für Vibrationen in elektrische Energie mit Leistung versorgt wird und auf den Sensor (50) reagiert, zum Übertragen des Sensorsignals, und einen Empfänger (58) an der Maschine zum Empfangen des Sensorsignals von dem Transmitter (56) und zum Bereitstellen des Sensorsignals für die Steuer- oder Regelvorrichtung (34), wobei der Umwandler (54) für Vibrationen in elektrische Energie einen Linear-Permanentmagnetgenerator aufweist.
Verfahren zum Betreiben eines System zum Sensieren einer Oberflächenverdichtung einer Walzmaschine (10) mit Vibrationsverdichtungswalze (18, 20) nach Anspruch 1, aufweisend die Schritte eines Umwandelns der Vibrationsbewegung der Walzmaschinenwalze in elektrische Energie, während die Walze vibriert unter Verwendung eines Umwandlers (54) für Vibrationen in elektrische Energie, eines Zurverfügungstellens der elektrischen Energie für einen Vibrationssensor (50) an der vibrierenden Verdichtungswalzenaufhängung, eines Erzeugens eines Signals mit dem Vibrationssensor (50) und eines Zurverfügungstellens des Signals für einen Kurzreichweitentransmitter (56), und Übertragen des Signals auf eine drahtlose Art und Weise zu der Maschine.
Verfahren nach Anspruch 2, weiterhin aufweisend den Schritt des Empfangens des Signals, welches zu der Maschine drahtlos übertragen wird, mit einem Empfänger (58) und des Zurverfügungstellens des empfangenen Signals für eine Maschinensteuer- oder -regelvorrichtung (34).
Verfahren nach Anspruch 3, weiterhin aufweisend den Schritt des Anzeigens des empfangenen Signals auf einer Anzeige (37) an der Maschine.
Verfahren nach Anspruch 2, weiterhin aufweisend den Schritt des Steuerns oder Regelns des Betriebs der Walzmaschine (10) basierend auf dem Sensorsignal.
Verfahren nach Anspruch 2, weiterhin aufweisend den Schritt des Sensierens reflektierter Vibrationen, um eine Anzeige des Verdichtungsniveaus bereitzustellen.
Verfahren nach Anspruch 2, in welchem der Schritt des Übertragens des Signals auf eine drahtlose Art und Weise zu der Maschine den Schritt des Übertragens des Signals über eine Funkübertragung auf eine drahtlose Art und Weise zu der Maschine aufweist.
System zum Sensieren von vom zu verdichtenden Untergrund reflektierten Vibrationen einer Vibrationsverdichtungswalze (18, 20) einer Walzmaschine (10), und zum Bereitstellen eines Sensorsignals, welches die sensierten Vibrationen anzeigt, für eine Steuer- oder Regelvorrichtung (34), welche an der Walzmaschine (10) angebracht ist, aufweisend: einen Umwandler (54) für Vibrationen in elektrische Energie, welcher an der Walzmaschine (10) angebracht ist, und Vibrationen ausgesetzt ist, welche er in elektrische Energie umwandelt, einen Sensor (50), welcher an der Walzmaschine (10) angebracht ist, zum Sensieren von Vibrationen an der Maschine und zum Bereitstellen eines Signals, welches solche Vibrationen anzeigen, wobei der Sensor (50) unter einem Abstand von der Steuer- oder Regelvorrichtung (34) positioniert ist und durch die elektrische Energie von dem Umwandler (54) für Vibrationen in elektrische Energie mit Leistung versorgt wird, einen Funktransmitter (56), welcher durch die elektrische Energie von dem Umwandler (54) für Vibrationen in elektrische Energie mit Leistung versorgt wird, und auf den Sensor (50) reagiert, zum Übertragen des Sensorsignals, und einen Funkempfänger (58) an der Maschine zum Empfangen des Sensorsignals von dem Funktransmitter (56) und zum Bereitstellen des Sensorsignals für die Steuer- oder Regelvorrichtung, wobei der Umwandler (54) für Vibrationen in elektrische Energie einen Linear-Permanentmagnetgenerator aufweist.
System zum Sensieren einer Oberflächenverdichtung einer Walzmaschine (10) mit Vibrationsverdichtungswalze (18, 20) und zum Bereitstellen eines Sensorsignals, welches die sensierte Oberflächenverdichtung anzeigt, aufweisend: einen Sensor (50) zum Sensieren der Verdichtung und zum Bereitstellen eines Signals, welches die sensierte Oberflächenverdichtung anzeigt, wobei der Sensor (50) an der Verdichtungswalzenaufhängung der Walzmaschine (10) angebracht ist, einen Umwandler (54) für Vibrationen in elektrische Energie, welcher mit dem Sensor (50) an der Verdichtungswalzenaufhängung angebracht ist, und Vibrationen ausgesetzt ist, wobei der Umwandler (54) elektrische Energie für den Sensor (50) zur Verfügung stellt, wobei der Umwandler (54) für Vibrationen in elektrische Energie einen Linear-Permanentmagnetgenerator aufweist, einen ersten Transmitter (56), welcher durch die elektrische Energie von dem Umwandler für Vibrationen in elektrische Energie mit Leistung versorgt wird, und auf den Sensor (50) reagiert, zum Übertragen des Sensorsignals, und einen ersten Empfänger (58) an der Maschine zum Empfangen des Sensorsignals von dem ersten Transmitter (56).
System nach Anspruch 9, weiterhin aufweisend einen zweiten Transmitter (60) zum Kommunizieren von der Maschine zu dem Sensor und einem zweiten Empfänger (62) zum Empfangen der Kommunikation von dem zweiten Transmitter (60).
System nach Anspruch 9, weiterhin aufweisend eine Batterie, welche mit dem Sensor (50) verbunden ist, zur Leistungsversorgung des Sensors (50) in Verbindung mit dem Umwandler (54).
Verfahren zum Betreiben eines System zum Sensieren einer Oberflächenverdichtung einer Walzmaschine (10) mit Vibrationsverdichtungswalze (18, 20) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, aufweisend die Schritte eines Umwandelns der Vibrationsbewegung der Walzmaschinenwalze (10) in elektrische Energie, während die Walze vibriert unter Verwendung eines Umwandlers (54) für Vibrationen in elektrische Energie, eines Zurverfügungstellens der elektrischen Energie für einen Vibrationssensor (50) an der vibrierenden Verdichtungswalzenaufhängung, eines Erzeugens eines Signals mit dem Vibrationssensor (50) und eines Zurverfügungstellens des Signals für einen Transmitter (56), und Übertragen des Signals auf eine drahtlose Art und Weise zu der Maschine.
Verfahren, nach Anspruch 12, weiterhin aufweisend den Schritt des drahtlosen Kommunizierens von der Walzmaschine zu dem Sensor (50).
Verfahren nach Anspruch 12, weiterhin aufweisend den Schritt des Versorgens des Sensors (50) mit Leistung unter Verwendung einer Batterie in Verbindung mit dem Umwandler (54).