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Technisches Gebiet
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Diese Patentoffenbarung betrifft allgemein ein Verfahren zum Validieren der Verdichtung einer Arbeits- bzw. Baustelle und insbesondere ein System und Verfahren zum Validieren eines Verdichtungszustandes einer Arbeitsstelle unter Verwendung von Strukturkriterien.
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Hintergrund
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Verdichtungsmaschinen oder Verdichtungsgeräte werden üblicherweise verwendet, um in Arbeitsstellen, wie etwa in Bergwerken und auf Mülldeponien, wie auch auf Baustellen, wie etwa für Gebäude, Autobahnen, Landstraßen, Parkplätze und andere Bauwerke, Materialien (wie etwa Erde, Schotter, Asphalt, Müll) bis zu einem Sollzustand der Verdichtung zu verdichten. Es können viele verschiedene Verdichtungssysteme verwendet werden, darunter selbstfahrende zwei- und vierrädrige Verdichtungsgeräte, Schleppsysteme usw. Oft fahren solche Verdichtungsmaschinen mehrmals über die Arbeitsmaterialien, um die gewünschte Verdichtung zu erzielen. Zudem können Arbeitsstellen, wie etwa Straßenkörper oder Fundamentierungen Schichten aus unterschiedlichen Materialien aufweisen. Zum Beispiel kann eine Straße eine Fahrbahndecke aufweisen, die über einem Tragschichtmaterial liegt, das wiederum über einem Unterbaumaterial und einem Planummaterial liegt. Beim Bau einer Straße können Verdichtungsmaschinen jede einzelne Schicht bis zu einem gewünschten Verdichtungszustand verdichten, bevor mit dem Bau der nächsten Schicht begonnen wird.
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Die Fähigkeiten von Untergrundmaterialien, lange Zeit stabil zu bleiben, Lasten zu tragen oder als Barriere gegen Flüssigkeiten zu dienen, wie auch andere Eigenschaften können in erheblichem Maße von der Verdichtung eines vorgegebenen Materials bis zu einem bestimmten Verdichtungszustand abhängen. Zum Bestimmen des Verdichtungszustandes von Arbeitsmaterialien können viele verschiedene Verfahren verwendet werden. Beispielsweise wird durch einfaches Überfahren einer Arbeitsstelle mit einem Verdichtungsgerät gewöhnlich die relative Verdichtung und folglich die Steifigkeit des vor Ort befindlichen Materials erhöht. Demnach stellen die Überfahrten eines Verdichtungsgeräts ansatzweise ein Maß dar, das verwendet worden ist, um einem Maschinenführer oder Baustellenleiter eine Abschätzung zu ermöglichen, dass ein Zielzustand der Verdichtung erreicht worden ist.
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Andere Verfahren umfassen ein Verwenden der Maschine, um die Verdichtung während des Verdichtungsprozesses in Echtzeit zu messen. Beispielsweise kann die Verdichtung durch Bestimmen der Fähigkeit des Arbeitsmaterials, eine Verdichtungsmaschine zu tragen, näherungsweise ermittelt werden. Gegenwärtige handelsübliche Produkte quantifizieren die Bodenverdichtung mittels eines Index auf der Grundlage von Leistungsparametern der Maschine wie etwa Fahrwiderstand oder, im Fall von Vibrationsverdichtern, dynamisches Verhalten. Die Verdichtung wird jedoch als Indexwert ohne technische Einheit angegeben. Insbesondere bestimmen die Systeme, die die Verdichtung während des Verdichtungsprozesses messen, üblicherweise einen relativen Verdichtungszustand des Arbeitsmaterials. Anders ausgedrückt, die Systeme bestimmen, wie weit das Arbeitsmaterial im Verhältnis zur maximalen Verdichtungsleistung oder -fähigkeit der Verdichtungsmaschine bereits verdichtet worden ist. Demzufolge können die Systeme bestimmen, dass ein Arbeitsmaterial bis zu einem gewissen Prozentsatz der maximalen Verdichtungsleistung der Maschine verdichtet worden ist. Solche Systeme liefern kein absolutes oder empirisches Maß für den Verdichtungszustand, vielmehr wird der Verdichtungszustand als Maß ohne Einheit angegeben.
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Den relativen Verdichtungszustand einer Arbeitsstelle zu kennen, kann zwar nützlich sein, doch viele Verdichtungsprojekte erfordern eine komplexere Betrachtung des tatsächlichen Verdichtungszustandes eines Materials. Beispielsweise werden gegenwärtig Anforderungskriterien für die Bauplanung von empirischen und traditionellen Qualitätsanforderungen zunehmend auf die Struktur betreffende Qualitätsanforderungen umgestellt. Verdichtungskriterien basieren herkömmlich auf Bodenverdichtungsmaßen wie etwa der Dichte innerhalb eines akzeptablen Bereichs von Bodenfeuchtigkeit, wobei jedoch seit kurzem der Trend hin zu eher festigkeitsbasierten Strukturkriterien wie etwa Bodensteifigkeit und/oder Elastizitätsmodul geht. Da Verdichtungsmaschinen solche Informationen nicht in Echtzeit bereitstellen können, kann es erforderlich sein, dass Maschinenführer sekundäre Prüfungen oder Evaluierungen der Arbeitsstelle durchführen müssen, um zu validieren, dass die Verdichtung des Materials den Auslegungskriterien entspricht. Für einige der sekundären Prüfungen kann das Entfernen von Material von einer ansonsten fertiggestellten Arbeitsfläche erforderlich sein. Zudem kann es erforderlich sein, an mehreren Orten Prüfungen vorzunehmen, um zu bestimmen, ob der gewünschte Verdichtungsgrad durchweg erreicht worden ist. Ein weiterer Nachteil gängiger Verfahren zur Messung der Verdichtung in Echtzeit ist, dass ein einheitsloses Maß für die Verdichtung nicht zur Modellierung von Baustellen verwendet werden kann, wie etwa zur Bestimmung der spezifischen Verdichtung des Bodens oder anderen Materials, um die Projektierung von Straßen, Bauplätzen oder anderen Fundamentierungen zu erleichtern.
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In der US-Patentanmeldung Nr. 2013/238305 wird ein Verfahren zur Erzeugung eines graphischen dreidimensionalen Modells einer Oberfläche, beispielsweise einer befestigten Straße oder einer planierten Bodenfläche, offenbart. Dieses Modell kann dann mit einem Referenz-Oberflächenmodell verglichen werden. Das offenbarte Verfahren umfasst jedoch keine Bestimmung des Verdichtungszustandes der Oberfläche.
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Kurzdarstellung
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Unter einem Aspekt ist in der Offenbarung ein Verfahren zum Validieren der Verdichtung mehrerer Schichten Arbeitsmaterial einer Arbeitsstelle beschrieben. Dabei wird eine Verdichtungsmaschine über eine erste Schicht Arbeitsmaterial der Arbeitsstelle gefahren. Von mindestens einem Sensor werden Verdichtungsdaten empfangen, die den Verdichtungszustand des Arbeitsmaterials angeben, während die Verdichtungsmaschine über das Arbeitsmaterial fährt. Von mindestens einem Ortssensor werden Positionsdaten empfangen, die die Position der Verdichtungsmaschine in der Arbeitsstelle angeben. Während des Verdichtungsübergangs der Maschine wird auf der Grundlage der Verdichtungsdaten und der physikalischen Eigenschaften der Verdichtungsmaschine ein Strukturparameter des Arbeitsmaterials bestimmt.
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Der Strukturparameter wird den Positionsdaten für die Position der Verdichtungsmaschine in der Arbeitsstelle zugeordnet, woher die Verdichtungsdaten empfangen wurden; Strukturparameter und zugeordnete Positionsdaten werden überall in der Arbeitsstelle gesammelt. Die Strukturparameter werden zusammen mit den zugeordneten Positionsdaten gespeichert. Die Schritte werden für eine weitere Schicht Arbeitsmaterial der Arbeitsstelle wiederholt.
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Unter einem weiteren Aspekt ist in der Offenbarung ein System zum Validieren der Verdichtung von Arbeitsmaterial einer Arbeitsstelle beschrieben. Das System umfasst eine Verdichtungsmaschine und einen Sensor, der von der Verdichtungsmaschine getragen wird, zum Erzeugen von Verdichtungsdaten, die den Verdichtungszustand des Arbeitsmaterials angeben, während die Verdichtungsmaschine über das Arbeitsmaterial fährt. Der Verdichtungsmaschine ist ein Ortssensor zugeordnet, um Positionsdaten zu erzeugen, die die Position der Verdichtungsmaschine in der Arbeitsstelle angeben. Ein Controller ist dafür konfiguriert, Verdichtungsdaten vom Sensor und Positionsdaten vom Ortssensor zu empfangen und auf der Grundlage der Verdichtungsdaten und der physikalischen Eigenschaften der Verdichtungsmaschine einen Strukturparameter des Arbeitsmaterials zu bestimmen. Der Controller ist dafür konfiguriert, den Strukturparameter des Arbeitsmaterials den Positionsdaten für die Position der Arbeitsmaschine, woher die Verdichtungsdaten empfangen wurden, zuzuordnen. Ferner ist der Controller dafür konfiguriert, Strukturparameter und zugeordnete Positionsdaten für verschiedene Orte in der Arbeitsstelle und für verschiedene Schichten des Arbeitsmaterials in der Arbeitsstelle zu speichern und die gespeicherten Strukturparameter und zugeordneten Positionsdaten mit vorgegebenen bautechnischen Auslegungskriterien für die entsprechenden Orte und Schichten in der Arbeitsstelle zu vergleichen.
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Unter noch einem weiteren Aspekt ist in der Offenbarung eine Verdichtungsmaschine zum Validieren der Verdichtung von Arbeitsmaterial einer Arbeitsstelle beschrieben. Die Verdichtungsmaschine umfasst mindestens eine Walzenbandage, die dafür ausgelegt ist, das Arbeitsmaterial zu verdichten. Die Verdichtungsmaschine trägt einen Sensor zum Erzeugen von Verdichtungsdaten, die einen Verdichtungszustand des Arbeitsmaterials angeben, während die Verdichtungsmaschine über das Arbeitsmaterial fährt. Der Verdichtungsmaschine ist ein Ortssensor zugeordnet, um Positionsdaten zu erzeugen, die die Position der Verdichtungsmaschine in der Arbeitsstelle angeben. Ein Controller ist dafür konfiguriert, Verdichtungsdaten vom Sensor und Positionsdaten vom Ortssensor zu empfangen und auf der Grundlage der Verdichtungsdaten und der physikalischen Eigenschaften der Verdichtungsmaschine einen Strukturparameter des Arbeitsmaterials zu bestimmen. Der Controller ist dafür konfiguriert, den Strukturparameter des Arbeitsmaterials den Positionsdaten für die Position der Arbeitsmaschine, woher die Verdichtungsdaten empfangen wurden, zuzuordnen. Ferner ist der Controller dafür konfiguriert, Strukturparameter und zugeordnete Positionsdaten für verschiedene Orte in der Arbeitsstelle und für verschiedene Schichten des Arbeitsmaterials in der Arbeitsstelle zu speichern und die gespeicherten Strukturparameter und zugeordneten Positionsdaten mit vorgegebenen bautechnischen Auslegungskriterien für die entsprechenden Orte und Schichten in der Arbeitsstelle zu vergleichen.
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Kurzbeschreibung der Zeichnung
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1 ist eine Seitenansicht eines beispielhaften Verdichtungssystems gemäß einem Aspekt der Offenbarung.
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2 ist ein Blockschema eines beispielhaften Controllers.
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3 ist eine Bildansicht einer beispielhaften Anzeige zur Veranschaulichung eines kartierten Verdichtungszustandes einer Schicht einer Arbeitsstelle.
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4 ist ein Ablaufplan, der ein Verfahren zum Validieren eines Verdichtungszustandes einer Arbeitsstelle gegen vorgegebene Strukturkriterien darstellt.
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Ausführliche Beschreibung
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Diese Offenbarung betrifft allgemein ein System und Verfahren zum Validieren der Verdichtung eines Arbeitsmaterials unter Verwendung von Daten, die während des Betriebs einer Verdichtungsmaschine erfasst wurden. Das Verfahren umfasst ein Anordnen von losem Material über einer Oberfläche, das weiter verfestigt oder verdichtet werden kann. Ein Verdichtungsgerät oder eine Maschine fährt über die Oberfläche des angeordneten Materials, wobei Kräfte erzeugt werden, die mit dem Gewicht der Maschine zusammenwirken und an das Material weitergegeben werden, wodurch es in einen Zustand größerer Steifigkeit und Dichte zusammengepresst wird. Um einen gewünschten Grad der Arbeitsmaterialverdichtung erreichen, kann das Verdichtungsgerät einmal oder mehrmals über die Oberfläche gefahren werden. Bei dem Material, das verdichtet wird, kann es sich u.a. um Asphalt, Erde, Schotter, Sand, Müll, Beton oder dergleichen handeln. Im Folgenden kann das Material, das verdichtet wird, als Arbeitsmaterial bezeichnet werden.
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1 zeigt eine Seitenansicht eines beispielhaften Verdichtungssystems 10 gemäß einem Aspekt der Offenbarung. Das veranschaulichte Verdichtungssystem 10 kann sich mit eigener Kraft über eine Oberfläche S bewegen und dabei ein Arbeitsmaterial Z verdichten und kann Aspekte der Offenbarung implementieren. Es werden weitere Typen von Verdichtungsgeräten in Erwägung gezogen, um das offenbarte Verfahren und System zu implementieren, darunter Bodenverdichter, Asphaltverdichter, Kompaktwalzen, Gummiradwalzen, Vibrationsverdichter, selbstfahrende zwei- und vierrädrige Verdichtungsgeräte und Schleppsysteme. Beispielsweise kann das offenbarte Verfahren und System auf vierrädrige statische Verdichter wie auch auf Vibrationsverdichter mit Einzel- oder Tandemwalze angewendet werden.
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Das veranschaulichte Verdichtungssystem 10 umfasst eine Verdichtungsmaschine bzw. einen Walzenzug 11 mit einem Unterbau oder Rahmen 12, der eine Wirkverbindung und Zuordnung zwischen den verschiedenen physikalischen und baulichen Merkmalen herstellt, welche das Funktionieren des Walzenzugs 11 ermöglichen. Zu diesen Merkmalen zählen u.a. eine Fahrerkabine 20, die oben auf den Rahmen 12 montiert ist und von der aus ein Maschinenführer den Betrieb des Walzenzugs 11 steuern und lenken kann. Zudem können sich in der Fahrerkabine 20 eine Lenkung 21 und ähnliche Steuerelemente befinden. Um den Walzenzug 11 über die Oberfläche S zu bewegen, kann auch ein Kraftbereitstellungssystem (nicht gezeigt), wie etwa eine Verbrennungskraftmaschine, an den Rahmen 12 montiert sein und kann Kraft bzw. Leistung erzeugen, die umgewandelt wird, um den Walzenzug 11 körperlich zu bewegen. Mit der Maschine können ein oder mehrere Anbaugeräte (nicht gezeigt) verbunden sein. Solche Anbaugeräte können für verschiedenste Aufgaben benutzt werden, u.a. beispielsweise zum Verladen, Heben und Kehren, und sie können beispielsweise Ladeschaufeln, Gabelhubvorrichtungen, Kehrwalzen, Greifer, Fräswalzen, Schervorrichtungen, Schilde, Brecher/Hämmer, Bohrer u.a. umfassen.
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Um eine körperliche Bewegung des Walzenzugs 11 zu ermöglichen, umfasst der veranschaulichte Walzenzug 11 eine Stampffußbandage 24 und Gummireifen 22, die in Rollkontakt mit der Oberfläche S sind. Es ist einsichtig, dass der Walzenzug 11 zwei Walzenbandagen zum Verdichten des Arbeitsmaterials Z aufweisen kann und die Bandagen können (oder die Bandage, im Fall eines Verdichtungsgeräts mit nur einer Bandage, kann) glatt sein oder mit Verdichtungsfüßen versehen sein, wie etwa vom Stampffußtyp. Um einen Bezugsrahmen anzugeben, der Walzenzug 11 kann eine typische Fahrtrichtung aufweisen, derart, dass die Stampffußbandage 24 als vorn befindliche Bandage angesehen werden kann und die Gummireifen 22 als hinten an der Maschine 10 angesehen werden können. Bei der (vorn befindlichen) Stampffußbandage 24 und den Gummireifen (hinten) 22 kann es sich um zylindrische Strukturen handeln, die drehbar an den Rahmen 12 gekoppelt sind und sich in Bezug auf diesen drehen können. Aufgrund ihrer vorderen bzw. hinteren Positionen und ihrer Abmessungen stützen die Stampffußbandage (vorn) 24 und die Gummireifen (hinten) 22 den Rahmen 12 des Walzenzugs 11 über der Oberfläche S ab und ermöglichen ihm, sich über die Oberfläche S zu bewegen. Die Stampffußbandage (vorn) 24 und die Gummireifen (hinten) 22 sind im Allgemeinen quer oder senkrecht zur Fahrtrichtung des Walzenzugs 11 orientiert. Es ist einsichtig, dass dadurch, dass der Walzenzug 11 lenkbar ist, während des Betriebs die Vorwärtsfahrtrichtung Änderungen unterliegen kann, diese jedoch üblicherweise anhand der Bewegungsrichtung der Stampffußbandage (vorn) 24 bestimmt werden kann. Um Antriebskraft vom Kraftbereitstellungssystem auf die Oberfläche S zu übertragen, kann das Kraftbereitstellungssystem über ein geeignetes Kraftübertragungssystem in Wirkeingriff mit den Gummireifen (hinten) 22 sein und diese drehen. Die Systeme und Verfahren der Offenbarung können mit jedem Maschinenantriebs- und/oder Antriebsstrangmechanismus verwendet werden, der auf dem Gebiet anwendbar ist, hydrostatische, elektrische oder mechanische Antriebe eingeschlossen. Außerdem sind, wie bereits erwähnt, das Verfahren und das System der vorliegenden Offenbarung nicht auf Vibrationsverdichter mit Einzel- oder Tandemwalze beschränkt, sondern sind beispielsweise ebenso auf vierrädrige statische Verdichter anwendbar.
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Zur Erleichterung der Steuerung und Koordinierung des Walzenzugs 11 kann der Walzenzug 11 einen Controller 40 umfassen, wie etwa eine elektronische Steuereinheit. Zur Steuerung des Walzenzugs 11 kann der Controller 40 verschiedene Eingabevorrichtungen und einen oder mehrere Sensoren, die Daten und Eingabesignale bereitstellen, die für verschiedene Betriebsparameter des Walzenzugs 11 und/oder die Umgebung der Arbeitsstelle, in welcher der Walzenzug 11 arbeitet, repräsentativ sind, auswerten. Obwohl der Controller 40 in 1 als eine einzige Einheit veranschaulicht ist, kann unter anderen Aspekten der Controller 40 auf mehrere verschiedene, jedoch zusammenwirkende Einheiten verteilt sein, in eine andere Komponente integriert sein oder sich an einem anderen Ort auf oder fern von dem Walzenzug 11 befinden. Der Ausdruck Controller ist in seinem weitesten Sinne aufzufassen, wobei ein oder mehrere Controller und/oder Mikroprozessoren eingeschlossen sein sollen, die dem Walzenzug 11 zugeordnet sein können und die bei der Steuerung verschiedener Funktionen und Operationen des Walzenzugs zusammenwirken können. Die Funktionalität des Controllers 40 kann als Hardware und/oder funktionsunabhängige Software bereitgestellt werden. Der Controller 40 kann sich auf eine oder mehrere die Betriebsbedingungen und die Bedienungsumgebung des Walzenzugs 11 und die Arbeitsstelle betreffende Datenzuordnungen stützen, die im Speicher des Controllers gespeichert sein können. Jede dieser Datenzuordnungen kann eine Datensammlung in Form von Tabellen, Graphen und/oder Gleichungen umfassen.
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Der Controller 40 kann sich auf der Maschine 10 befinden und kann außerdem Komponenten umfassen, die sich fern von der Maschine, wie etwa in einer Kommandozentrale, befinden. Die Funktionalität des Controllers 40 kann so verteilt sein, dass bestimmte Funktionen auf dem Walzenzug 11 ausgeführt werden und andere Funktionen fernausgeführt werden. In einem solchen Fall kann der Controller 40 ein Kommunikationssystem, wie etwa ein drahtloses Netzwerksystem, zum Übermitteln von Signalen zwischen dem Walzenzug 11 und einem System, das fern von der Maschine ist, umfassen.
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2 zeigt ein Blockschema einer Ausführungsform der Komponenten, die der Controller 40 umfassen kann. Der Controller 40 kann einen Sensor 32, einen Phasensensor 33, eine Eingabevorrichtung 39, einen Prozessor 42, einen Speicher 44, einen Ortssensor 46, eine Anzeige oder Ausgabe 48 und ein Vibrationssystem (nicht gezeigt) umfassen. Die Haupteinheit des Controllers 40 kann sich in der Fahrerkabine 20 befinden, damit sie für den Maschinenführer zugänglich ist, und sie kann mit der Lenkung 21, mit dem Kraftbereitstellungssystem und mit verschiedenen anderen Sensoren und Bedienelementen am Walzenzug 11 kommunizieren. Die Eingabevorrichtung 39 kann sich am Walzenzug 11 befinden oder sie kann sich an einem fernen Ort befinden. Beispielsweise kann die Eingabevorrichtung 39 eine Tastatur sein, die sich in der Fahrerkabine 20 befindet. Alternativ kann die Eingabevorrichtung 39 ein Mobilgerät sein oder kann ein Desktop-Computer oder ein Computerserver sein, das/der sich an einem fernen Ort befindet und mit dem Controller 40 über einen Kommunikationskanal kommuniziert.
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Der Sensor 32 kann dafür ausgelegt sein, einen Parameter zu erfassen, aus dem ein Strukturkriterium des Arbeitsmaterials Z bestimmt werden kann. Insbesondere kann der Sensor 32 dafür ausgelegt sein, Verdichtungsdaten zu erzeugen, die den Verdichtungszustand des Arbeitsmaterials angeben, während der Walzenzug 11 über das Arbeitsmaterial fährt. Der Ausdruck Sensor ist in seinem weitesten Sinne aufzufassen, wobei ein oder mehrere Sensoren und verwandte Komponenten eingeschlossen sein sollen, die dem Walzenzug 11 zugeordnet sein können und die zusammenwirken können, um verschiedene Funktionen, Operationen und Betriebsverhältnisse der Maschine zu erfassen. Bei einer Ausführungsform kann der Sensor 32 einen Parameter erfassen, der die Beschleunigung, die Geschwindigkeit, die Auslenkung und/oder die Kraft einer Komponente des Walzenzugs 11 angibt. Zu den Komponenten können u.a. die Stampffußbandage (vorn) 24, die Gummireifen (hinten) 22, eine Walzenbandage (nicht gezeigt), der Verdichtungsgeräterahmen 12 oder dergleichen zählen. Der Sensor 32 kann einen Signalwandler umfassen, der dafür ausgelegt ist, ein übermitteltes Signal oder eine Komponente eines übermittelten Signals zu erfassen. Beispielsweise das von der Oberfläche S reflektierte Signal. In 1 ist ein einziger Sensor 32 gezeigt, der mit der Stampffußbandage (vorn) 22 gekoppelt und dort ortsfest ist. Bei anderen Ausführungsformen können zusätzliche Sensoren, wie etwa ein hinten befindlicher Sensor (nicht gezeigt), der Gummireifen (hinten) 22 oder einer hinteren Walzenbandage zugeordnet ist, einzelne Sensoren, die sich in der Nähe der Stampffußbandage (vorn) 24 und/oder der Gummireifen (hinten) 22 befinden, oder separate Sensoren zum Messen der Beschleunigung und/oder der Auslenkung der Stampffußbandage (vorn) 24, der Gummireifen (hinten) 22, einer Walzenbandage und des Verdichtungsgeräterahmens 12 verwendet werden.
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Bei einer anderen Ausführungsform kann der Sensor 32 mehrere verschiedene Sensoren umfassen. Beispielsweise kann ein Sensor 32 die Vertikalbeschleunigung der Stampffußbandage (vorn) 24 und/oder der Gummireifen (hinten) 22 erfassen, und ein zweiter Sensor 32 kann die vertikale Beschleunigung des Verdichtungsgeräterahmens 12 erfassen. Diese Sensoren 32 können sich nahe beieinander befinden, müssen dies jedoch nicht. Zudem kann es von jedem Typ von Sensor 32 mehr als einen geben, der sich am Walzenzug 11 befindet. Beispielsweise kann es einen Sensor 32 zur Erfassung der vertikalen Beschleunigung der Stampffußbandage (vorn) 24 und einen zweiten Sensor 32 zur Erfassung der vertikalen Beschleunigung der Gummireifen (hinten) 22 oder einer hinteren Walzenbandage geben. Zwar können die Beschleunigung der Stampffußbandage 24, der Gummireifen 22 und des Verdichtungsgeräterahmens 12 verwendet werden, doch kann auch nur die Bandagenbeschleunigung als Primärsignal verwendet werden. Als Sensor 32 kann irgendeine Art von Beschleunigungsmesser verwendet werden. Solche Beschleunigungsmesser sind u.a., ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, Laser-Beschleunigungsmesser, Niederfrequenz-Beschleunigungsmesser, volumenmikromechanisch hergestellte kapazitive Beschleunigungsmesser, Beschleunigungsmesser auf der Grundlage von Dehnungsmessstreifen und volumenmikromechanisch hergestellte piezoelektrische Beschleunigungsmesser.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Sensor 32 Kräfte erfassen. In einem solchen Fall kann der Sensor 32, ohne darauf beschränkt zu sein, ein Kraftmessgeber, ein Dehnungsmesser oder dergleichen sein. Wie in 1 gezeigt, kann sich der Sensor 32 an oder nahe bei einer Achse 30 des Walzenzugs 11 befinden. Bei einer anderen Ausführungsform kann sich der Sensor 32 im oder nahe beim Zentrum des Rahmens 12 befinden. Das übermittelte Signal kann u.a. ein Schallsignal, ein Radiofrequenzsignal oder ein Lasersignal sein, das beispielsweise via einen mit dem Sensor 32 eingebauten Sender (nicht gezeigt) gesendet wird. Der Sensor 32 kann einen berührungslosen Sensor umfassen.
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Bei einer anderen Ausführungsform kann der Sensor 32 einen Rollwiderstandssensor umfassen, der dafür ausgelegt ist, einen relativen Rollwiderstand des Walzenzugs 11 zu erfassen, während er sich über die Arbeitsstelle bewegt. Während sich der Walzenzug 11 bewegt, ist die Energie, die zum Vorwärtstreiben der Maschine 11 benötigt wird, im Allgemeinen umgekehrt proportional zur Tragfähigkeit des Arbeitsmaterials Z. Anders ausgedrückt, je weicher das Arbeitsmaterial Z ist, umso höher ist der Rollwiderstand und desto mehr Energie ist erforderlich, um den Walzenzug 11 vorwärts zu treiben. Durch das Verdichten wird das Arbeitsmaterial Z im Allgemeinen vergleichsweise steifer, sodass weniger Energie benötigt wird, um den Walzenzug 11 zu bewegen.
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In einem Beispiel kann der Sensor 32 den Rollwiderstand durch Überwachen der Differenz zwischen der Eingangsgröße und der Ausgangsgröße eines Drehmomentwandlers des Walzenzugs 11 bestimmen. In einem solchen Fall kann der Sensor 32 einen Kraftmaschinen-Drehzahlsensor umfassen, um Signale zu erzeugen, welche die Drehzahl oder Ausgangsgröße der Kraftmaschine angeben, und einen Drehmomentwandler-Drehzahlsensor, der die Ausgabedrehzahl des Drehmomentwandlers 14 überwacht. Während des Betriebs des Walzenzugs 11 kann die Differenz zwischen der Abtriebsdrehzahl der Kraftmaschine und der Ausgangsdrehzahl des Drehmomentwandlers verwendet werden, um die Differenz zwischen der Eingangsgröße und der Ausgangsgröße des Drehmomentwandlers zu bestimmen. Wenn ein hydrostatisches Antriebssystem verwendet wird, kann der Sensor 32 dafür ausgelegt sein, einen Differenzdruck zu erfassen. Um eine höhere Genauigkeit zu erzielen, kann der Controller 40 dafür ausgelegt sein, bei der Bestimmung des Rollwiderstandes die Neigung der Arbeitsfläche in der jeweiligen Region von Interesse zu berücksichtigen. Solche Informationen können von einem Neigungsmesser oder vom Ortssensor 46 bereitgestellt werden. Der Controller 40 kann die erfasste Neigung der Arbeitsfläche 102 verwenden, um die Energie zu optimieren, die zum Vorwärtstreiben des Walzenzugs 11 bei dieser Neigung benötigt wird, oder um anderweitig die Berechnungen so anzupassen, das sich die Neigung der Arbeitsfläche widerspiegelt.
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Außerdem kann die Verdichtungsmaschine bzw. der Walzenzug 11 ein Vibrationssystem (nicht gezeigt) umfassen, das mit der Stampffußbandage (vorn) 24, Gummireifen (hinten) 22 und/oder einer Walzenbandage in Verbindung steht, um eine Verdichtungskraft auf das Arbeitsmaterial Z auszuüben. Genauer gesagt kann, zusätzlich zur Gewichtskraft des Walzenzugs 11, die auf das Arbeitsmaterial Z ausgeübt wird, um Druckkräfte auszuüben, das Vibrationssystem im Innern der Stampffußbandage (vorn) 24, der Gummireifen (hinten) 22 und/oder einer Walzenbandage betrieben werden, um zusätzliche Kräfte auf das Arbeitsmaterial Z auszuüben. Das Vibrationssystem kann irgendeine Art von System umfassen, das Vibrationen, Schwingungen oder andere sich wiederholende Kräfte durch die Stampffußbandage (vorn) 24, die Gummireifen (hinten) 22 und/oder eine Walzenbandage auf das Arbeitsmaterial Z überträgt. Der Controller kann einen Phasensensor 33 umfassen, der dafür ausgelegt sein kann, den Phasenwinkel einer Vibrationskraft zu messen, die von der Stampffußbandage (vorn) 24, den Gummireifen (hinten) 22 und/oder einer Walzenbandage (nicht gezeigt) auf den Untergrund ausgeübt wird. Die Phase kann in Echtzeit gemessen werden.
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Der Ortssensor 46 kann am Walzenzug 11 ortsfest sein und kann dafür ausgelegt sein, Positionsdaten zu erzeugen, die die Position des Walzenzugs 11 in der Arbeitsstelle angeben. Beispielsweise kann der Ortssensor 46 dafür ausgelegt sein, globale oder lokale Positionsbestimmungsdaten zu empfangen, die zum Bestimmen und Nachverfolgen der geographischen Position des Walzenzugs 11 innerhalb eines Arbeitsbereiches verwendet werden. Bei einer Ausführungsform, die hier ausführlicher beschrieben wird, können Daten, die via den Ortssensor 46 empfangen werden, mit Daten verknüpft werden, die vom Sensor 32 empfangen werden, um die via den Ortssensor 46 empfangenen Positionsdaten des Walzenzugs 11 auf ein gewünschtes Strukturkriterium abzubilden.
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Auch kann die Anzeige 48 mit dem Controller 40 gekoppelt sein, um einem Maschinenführer verschiedene Daten anzuzeigen, die die Maschinenposition, die Bodensteifigkeit oder noch weitere Parameter betreffen. Die Anzeige 48 kann sich entweder auf dem Walzenzug 11 befinden (etwa in der Fahrerkabine 20 angeordnet sein), sich an einem fernen Ort befinden oder kann mehrere Anzeigen sowohl auf der Maschine als auch an einem fernen Ort umfassen und kann u.a. Röhrenbildschirme (CRT), Leuchtdioden-(LED)Anzeigen, Flüssigkristallbildschirme (LCD), OLED-Bildschirme oder Plasmabildschirme (PDP), ohne darauf beschränkt zu sein, umfassen. Auch kann es sich bei solchen Anzeigen um einen Touchscreen handeln, der bestimmte Gesichtspunkte der Eingabevorrichtung 39 verkörpern kann. Außerdem kann die Anzeige 48 auch einen Sender/Empfänger zum Kommunizieren über einen Kommunikationskanal einschließen.
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Wie in 2 veranschaulicht, kann der Datenprozessor 42 mit dem Sensor 32, dem Phasensensor 33 und dem Ortssensor 46 gekoppelt sein. Der Datenprozessor 42 kann dafür konfiguriert sein, unter Verwendung der Werte, die vom Sensor 32 erfasst werden, während die Verdichtungsmaschine über das Arbeitsmaterial Z in der Arbeitsstelle fährt, mindestens einen Strukturparameter des Arbeitsmaterials zu bestimmen und anschließend auszugeben. Bei dem Strukturparameter kann es sich um einen Parameter handeln, der in technischen Einheiten ausgedrückt wird, die eine Struktureigenschaft des Arbeitsmaterials Z widerspiegeln. Beispielsweise kann der Strukturparameter die Steifigkeit oder der Elastizitätsmodul sein. Ein weiteres Beispiel für einen Strukturparameter, der vom Controller bestimmt werden kann, ist die Tragfähigkeit des Arbeitsmaterials.
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Algorithmen zum Bestimmen des Strukturparameters (z.B. der Steifigkeit oder des Elastizitätsmoduls) unter Verwendung der vom Sensor 32 bereitgestellten Daten wie auch anderer Informationen von anderen Sensoren, wie etwa vom Phasensensor 33, Informationen über den Walzenzug 11 und/oder über die Arbeitsstelle können im Speicher 44 gespeichert sein. Der computerlesbare Speicher 44 kann Direktzugriffsspeicher (RAM) und/oder Nur-Lese-Speicher (ROM) umfassen. Auch kann der Speicher 44 verschiedene digitale Dateien speichern, welche die vom Sensor 32, vom Phasensensor 33 oder vom Ortssensor 46 erfassten Werte enthalten. Außerdem kann der Speicher 44 Informationseingaben von der Eingabevorrichtung 39 speichern. Die im Speicher 44 gespeicherten Informationen können für den Prozessor 42 bereitgestellt werden, damit der Prozessor den Strukturparameter des Arbeitsmaterials, wie etwa die Steifigkeit oder den Elastizitätsmodul, bestimmen kann. Beispiele für Prozessoren sind u.a. Computervorrichtungen und/oder dedizierte Hardware mit einer oder mehreren zentralen Verarbeitungseinheiten und Mikroprozessoren.
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Um eine Verlaufsaufzeichnung des vom Controller 40 während des Betriebs der Verdichtungsmaschine bestimmten Strukturparameters des Arbeitsmaterials bereitzustellen, kann der Controller 40 derart konfiguriert sein, dass er die bestimmten Strukturparameter im Speicher 44 speichert. Der Speicher für die Strukturparameter kann sich auf der Verdichtungsmaschine bzw. dem Walzenzug 11 und/oder an einem fernen Ort, wie etwa in einem Managementbüro vor Ort oder außerhalb des Geländes, befinden. Vorteilhafterweise kann es sich bei dem Strukturparameter, der vom Controller 40 bestimmt wird, um einen Parameter handeln, anhand dessen die Auslegungskriterien für die Arbeitsstelle definiert sind. Die Auslegungskriterien für die Verdichtung einer Arbeitsstelle werden oftmals, beispielsweise in Arbeitsbeschreibungen, in technischen Einheiten der Steifigkeit oder als Elastizitätsmodul angegeben. Dementsprechend können die Struktursteifigkeit oder der Elastizitätsmodul, die während des Betriebs des Walzenzugs 11 vom Controller 40 bestimmt und gesammelt werden, eine permanente Aufzeichnung für ein Validieren der Verdichtungsarbeiten in einer Arbeitsstelle gegen vorgegebene bautechnische Auslegungskriterien für eine bestimmte Arbeitsstelle ermöglichen. Bei einer Ausführungsform können die vorgegebenen bautechnischen Auslegungskriterien für die Baustelle eingegeben und im Speicher 44 des Controllers 40 gespeichert werden, und der Datenprozessor 42 kann dafür konfiguriert sein, selbsttätig den Validierungsvergleich der vom Walzenzug 11 gesammelten Strukturparameter mit den vorgegebenen bautechnischen Auslegungskriterien vorzunehmen und einem Maschinenführer oder anderen Personen, die am Ergebnis der Validierung interessiert sind, Informationen bereitzustellen.
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Außerdem umfassen Arbeitsstellen häufig mehrere Schichten Arbeitsmaterial Z, wovon jede nach anderen Strukturkriterien zu verdichten ist. Zum Beispiel weisen Baustellen, wie etwa Straßen oder Fundamentierungen, im Allgemeinen an der Oberfläche die Materialien mit der höchsten Festigkeit auf und darunter Materialien mit einer geringeren Festigkeit. Die Untergrundschichten einer Straße oder Fundamentierung können ein Tragschichtmaterial, ein Unterbaumaterial und ein Planummaterial umfassen. Bei einer Straße weist die Fahrbahndecke obenauf im Allgemeinen die höchste Festigkeit auf. Das Tragschichtmaterial kann unter der Fahrbahndecke angeordnet sein und kann ebenfalls fest sein, jedoch weniger fest als die Deckschicht. Das Unterbaumaterial kann unterhalb der Tragschicht angeordnet sein und kann unter Verwendung von auf der Baustelle verfügbaren Materialien gebaut werden, die verdichtet werden, um eine Festigkeit zu erzielen, die höher als die des Planums, jedoch niedriger als die des Tragschichtmaterials ist. Das Planum kann die unterste Schicht sein und kann als Schüttmaterial verwendetes unbearbeitetes Baustellenmaterial umfassen, das bis zu einer Festigkeit verdichtet worden ist, die geringer als die des Unterbaus ist.
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Um dieser mehrschichtigen Struktur Rechnung zu tragen, kann der Controller 40 dafür konfiguriert sein, die Strukturparameter, die während des Betriebs des Walzenzugs 11 bestimmt werden, in einer solchen Weise zu speichern, dass jede der aufeinanderfolgenden Materialschichten der Arbeitsstelle gegen ein zugeordnetes, für diese Schicht vorgegebenes Strukturkriterium validiert wird. Dies kann beispielsweise durch Speichern der vom Controller 40 bestimmten Strukturparameter mit einem Zeitstempel, einem Höhenparameter oder einer von einem Maschinenführer eingegebenen Kennzeichnung erfolgen, woraus die Schicht der Arbeitsstelle bestimmt werden kann, welcher der Strukturparameterwert entspricht.
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Ferner kann der Controller 40 dafür konfiguriert sein, im Speicher 44 die während des Betriebs des Walzenzugs 11 bestimmten Strukturparameter gemeinsam mit Positionsdaten vom Ortssensor 46, die sich auf den Ort des Walzenzugs 11 beziehen, zu speichern. Auf diese Weise kann eine Karte der Arbeitsstelle erzeugt werden, welche die Strukturparameter enthält, die vom Walzenzug 11 während des Überfahrens der Arbeitsstelle gesammelt wurden. 3 ist eine beispielhafte Bildansicht einer Anzeige zur Veranschaulichung einer Karte der Arbeitsstelle X, die mit Informationen vom Ortssensor 46 erzeugt ist und die von der Verdichtungsmaschine bzw. vom Walzenzug 11 gesammelten, Strukturparameter betreffenden Informationen widerspiegelt. In 3 ist die Arbeitsstelle X in kleinere Arbeitsbereiche der Länge L und der Breite W aufgeteilt worden. Die kleineren Arbeitsbereiche sind mit unterschiedlichen Mustern ausgefüllt, wovon jedes einem bestimmten Wert oder Bereich von Werten des Strukturparameters, wie durch den Controller 40 bestimmt, entsprechen kann. Beispielsweise können die Teilbereiche, die mit horizontalen Linien ausgefüllt sind, einen Wert oder Bereich von Werten des Strukturparameters angeben. Die Bereiche, die mit sich kreuzenden Linien ausgefüllt sind, können einen anderen Wert oder Bereich von Werten des Strukturparameters angeben, während die Arbeitsbereiche mit diagonalen Linien Flächen angeben können, die einen dritten Wert oder Bereich von Werten des Strukturparameters aufweisen.
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Der Controller 40 kann dafür konfiguriert sein, im Speicher 44 eine Karte zu speichern, wie z.B. in 3 gezeigt, die aus den Positionsdaten und den Strukturparameterdaten erzeugt ist. Außerdem kann die Karte die Aufzeichnung darbieten, gegen welche die vorgegebenen Strukturkriterien für die Arbeitsstelle zu Validierungszwecken verglichen werden können. Für Arbeitsstellen mit mehreren Schichten Arbeitsmaterial können im Speicher 44 eine oder mehrere Karten, wie z.B. in 3 gezeigt, für jede Schicht Arbeitsmaterial während des Baus gespeichert werden. Diese Karten und/oder die zugrundeliegenden Daten liefern sowohl Informationen, anhand derer die Verdichtungsarbeiten gegen die für die Arbeitsstelle in drei Dimensionen vorgegebenen Strukturkriterien validiert werden können, als auch eine permanente Aufzeichnung des Bauergebnisses in drei Dimensionen.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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4 liefert einen Ablaufplan eines Prozesses zum Validieren der Verdichtungsarbeiten in einer Arbeitsstelle gegen vorgegebene bautechnische Auslegungskriterien für das Arbeitsmaterial in der Arbeitsstelle. Der Prozess kann, zumindest teilweise, mittels des Controllers 40 implementiert werden, welcher der Verdichtungsmaschine bzw. dem Walzenzug 11 zugeordnet ist. In einem Schritt 50 können die physikalischen Eigenschaften der Verdichtungsmaschine 11 im dem Controller 40 zugeordneten Speicher 44 gespeichert werden. Die physikalischen Eigenschaften können auf unterschiedliche Weise festgesetzt werden, wie etwa durch Eingeben des Modells der Verdichtungsmaschine 11 oder durch Eingeben eines Codes, welcher der Maschine zugeordnet ist, was entweder elektronisch (wie etwa mittels Strichcode, RFID oder dergleichen) oder manuell erfolgt. Zudem können die physikalischen Eigenschaften der Verdichtungsmaschine 11 aus einer Datenbank im Voraus gespeicherter Werte, die im Speicher 44 innerhalb des Controllers 40 gespeichert ist, ausgewählt werden oder durch einen Maschinenführer, leitendes Personal oder anderes Personal entweder an der Verdichtungsmaschine 11 oder an einem von der Maschine fernen Ort eingegeben werden. Die Eingabe der physikalischen Eigenschaften kann die physikalischen Eigenschaften des Verdichtungsgeräterahmens 12, der Stampffußbandage (vorn) 24 und/oder einer Walzenbandage (nicht gezeigt) mit einschließen. Genauer gesagt können die physikalischen Eigenschaften die Masse der Stampffußbandage (vorn) 24 und/oder Walzenbandage, die Masse des Verdichtungsgeräterahmens 12, die auf die Stampffußbandage (vorn) 24 und/oder die Walzenbandage wirkt, den Radius und die Länge oder Breite der Stampffußbandage (vorn) 24 und/oder Walzenbandage und dergleichen umfassen. Diese Eigenschaften können für eine bestimmte Verdichtungsmaschine 11 gleichbleibend sein.
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Im Schritt 52 kann der Verdichtungsprozess beginnen, bei dem sich die Verdichtungsmaschine 11 entlang eines Verdichtungsweges über die Arbeitsstelle bewegt. Während sich die Verdichtungsmaschine 11 entlang des Verdichtungsweges bewegt, kann der Controller 40 im Schritt 54 vom Sensor 32 und von anderen Sensoren Signale oder Daten empfangen, die mit dem Betrieb der Maschine in Zusammenhang stehen. Im Schritt 56 kann der Controller 40 einen Strukturparameter des Arbeitsmaterials auf der Grundlage der physikalischen Eigenschaften der Verdichtungsmaschine 11, die im Schritt 50 eingegeben wurden, und der Daten, die im Schritt 54 vom Sensor 32 empfangen wurden, bestimmen. Der Controller 40 kann den Strukturparameter in Echtzeit oder nahezu Echtzeit bestimmen, während sich die Verdichtungsmaschine 11 über die Arbeitsstelle bewegt.
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Der Strukturparameter des Arbeitsmaterials kann vom Controller 40 unter Verwendung eines beliebigen geeigneten Algorithmus oder einer beliebigen geeigneten Beziehung bestimmt werden. Beispielsweise kann eine Anpresskraft an einer Grenzfläche zwischen der Bandage 24 und dem Arbeitsmaterial unter Verwendung der physikalischen Eigenschaften der Verdichtungsmaschine 11 vom Schritt 50, der Daten vom Sensor 32, einschließlich der vertikalen Beschleunigung der Stampffußbandage (vorn) 24 und/oder Walzenbandage und der vertikalen Beschleunigung des Verdichtungsgeräterahmens 12 sowie des Vibrationsverhaltens, via den Phasensensor 33, falls vorhanden, der Stampffußbandage (vorn) 24 und/oder Walzenbandage, berechnet werden. Auch ist eine direkte Erfassung der Anpresskraft mittels des Sensors 32 möglich, der als Kraftsensor ausgelegt sein kann. Sobald die Anpresskraft an der Grenzfläche zwischen Bandage und Untergrund und die Auslenkung der Stampffußbandage (vorn) 24 und/oder Walzenbandage berechnet ist, können/kann der Wert der Bodensteifigkeit und/oder des Elastizitätsmoduls bestimmt werden. Diese Bestimmung kann unter Verwendung von Algorithmen, die im Controller 40 bereitgestellt werden, oder via Datenzuordnungen, die im Controller 40 gespeichert sind, erfolgen. Diese Algorithmen können einen iterativen Prozess umfassen, der mit einem Bestimmen einer maximalen und einer minimalen Walzenbandagen-Anpresskraft und einem Bestimmen einer maximalen und minimalen vertikalen Auslenkungsamplitude der Walze einhergeht. Die Datenzuordnungen können durch Testen verschiedener Verdichtungsmaschinen bei unterschiedlich gearteten Verdichtungsprozessen an unterschiedlichen Arten von Material und bei unterschiedlichen Graden oder Zuständen der Verdichtung erstellt oder bestimmt werden. Wenn eine Datenzuordnung bereitgestellt ist, können die vom Sensor 32 übermittelten Daten vom Controller 40 in den Strukturparameter überführt werden, indem er in der Datenzuordnung nach dem Wert für den Strukturparameter sucht, der den jeweiligen vom Sensor 32 bereitgestellten Daten entspricht.
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Im Schritt 58 kann der Controller 40 die Position der Verdichtungsmaschine 11 betreffende Daten vom Ortssensor 46 empfangen. Der im Schritt 56 bestimmte Strukturparameter und die entsprechenden Positionsdaten vom Schritt 58 können im Schritt 60 gemeinsam im Speicher 44 des Controllers 40 gespeichert werden. Bei einigen Ausführungsformen können die gespeicherten Daten eine Karte umfassen, welche die Positionsdaten und den anhand des Betriebs der Verdichtungsmaschine 11 bestimmten Strukturparameter graphisch in Verbindung bringt. Die gespeicherten Strukturparameterdaten und die zugeordneten Positionsdaten können dann im Schritt 62 mit den vorgegebenen bautechnischen Auslegungskriterien für diesen Ort der Arbeitsstelle verglichen werden. Der Vergleich wird dadurch erleichtert, dass es sich bei dem Strukturparameter um den gleichen Parameter, mit den gleichen Einheiten, handeln kann, der in den Auslegungskriterien verwendet wird. Der Vergleich im Schritt 62 braucht weder kontinuierlich noch in Echtzeit durchgeführt zu werden. Beispielsweise darf der Vergleichsschritt nicht ausgeführt werden, solange nicht die Strukturparameter über der gesamten Arbeitsstelle oder einem vorgegebenen Abschnitt der Arbeitsstelle bestimmt und dann gespeichert worden sind oder auch solange nicht die Daten über mehrere Schichten einer mehrschichtigen Arbeitsstelle gesammelt und gespeichert worden sind, wie nachstehend ausführlicher beschrieben wird.
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Wenn im Entscheidungsschritt 64 der bestimmte Strukturparameter die Auslegungskriterien erfüllt, kann der Prozess zum Entscheidungsschritt 68 übergehen, wo bestimmt wird, ob die Arbeitsstelle mehrere Schichten Arbeitsmaterial aufweisen soll, für die verschiedene Auslegungskriterien gelten. Wenn sie mehrere Schichten aufweisen soll oder wenn der bestimmte Strukturparameter nicht die Auslegungskriterien erfüllt, kann der Prozess zum Schritt 52 zurückspringen und die Verdichtungsmaschine kann sich weiterhin über die Arbeitsstelle bewegen, und die Schritte 54 bis 68 werden wiederholt. Dabei kann im Schritt 66 ein Hinweis bereitgestellt werden, der angibt, dass die Verdichtungsarbeiten nicht validiert worden sind. Wenn eine andere Verdichtungsmaschine verwendet werden soll, kann der Prozess zum Schritt 52 zurückspringen. Wenn von allen gewünschten Schichten der Arbeitsstelle Daten gesammelt worden sind und der Vergleich dieser Daten mit den Auslegungskriterien positiv ausgegangen ist, kann der Prozess zum Schritt 70 übergehen, in dem die Verdichtungsarbeiten validiert werden. Wenn sowohl die Auslegungskriterien als auch Informationen bezüglich der Anzahl der Schichten der Arbeitsstelle in das Steuerungssystem eingegeben worden sind, können die Schritte 62, 64 und 68 vom Controller selbsttätig ausgeführt werden. Alternativ können die Schritte 62, 64 und 68 von Hand unter Verwendung einer Anzeige oder irgendeiner anderen Reproduktion der im Schritt 60 gespeicherten Daten ausgeführt werden.
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Die vorliegende Offenbarung stellt ein vorteilhaftes System und Verfahren zum Validieren der Verdichtungsarbeiten in einer Arbeitsstelle bzw. auf einer Baustelle gegen die Auslegungskriterien bereit. Genauer gesagt, statt Informationen über einen relativen Verdichtungszustand, der einheitslos ist (z.B. auf einer Skala von 1 bis 100), bereitzustellen, werden durch das System und Verfahren der vorliegenden Offenbarung Strukturparameter des Arbeitsmaterials, wie etwa Steifigkeit oder Elastizitätsmodul, bestimmt. Bei diesen Parametern handelt es sich um die gleichen Parameter, die verwendet werden, um die Auslegungskriterien für eine Arbeitsstelle, beispielsweise in Arbeitsbeschreibungen zu definieren. Folglich kann mittels des Systems und Verfahrens der vorliegenden Offenbarung während des Betriebs der Verdichtungsmaschine eine Verlaufsaufzeichnung des Strukturparameters des Arbeitsmaterials zusammengestellt werden, die dann verwendet werden kann, um zu validieren, ob die Ausführung die für die Arbeitsstelle spezifizierten Auslegungskriterien erfüllt. Dies kann bei jeder Schicht Material der Arbeitsstelle erfolgen. Darüber hinaus kann dadurch, dass der Controller dafür ausgelegt ist, Strukturparameter des Arbeitsmaterials und eben nicht einen relativen Verdichtungszustand zu bestimmen, die Verdichtung der Arbeitsstelle, die durch andere Maschinen bewirkt wird, wie etwa durch Transportfahrzeuge, erfasst werden, wenn die Verdichtungsmaschine über die Arbeitsstelle fährt. Wie bereits erwähnt, können das System und der Prozess der vorliegenden Offenbarung auf jede Maschine angewendet werden, die eine Verdichtung von Arbeitsmaterial einer Arbeitsstelle bewirkt.
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Es versteht sich, dass die vorangehende Beschreibung Beispiele für das offenbarte System und die offenbarte Technik gibt. Sämtliche Bezugnahmen auf die Offenbarung oder Beispiele daraus sollen nur als Verweis auf das spezielle Beispiel, das gerade an dieser Stelle erörtert wird, dienen, wobei nicht beabsichtigt ist, dem Schutzbereich der Offenbarung im Allgemeinen Beschränkungen aufzuerlegen. Alle Sprachverwendungen zur Unterscheidung und Abgrenzung mit Bezug auf bestimmte Merkmale sind vorgesehen, um eine fehlende Präferenz für diese Merkmale anzugeben, jedoch nicht, um solche vollständig aus dem Schutzbereich der Offenbarung auszuschließen, sofern nichts anderes angegeben ist.
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Angaben von Bereichen von Werten sollen hier lediglich als kurzschriftliches Verfahren dienen, um sich jeweils auf jeden einzelnen Wert zu beziehen, der in den Bereich fällt, sofern hier nicht anderes angegeben ist, und jeder einzelne Wert ist Bestandteil der Beschreibung, als wenn er hier einzeln aufgeführt worden wäre. Sämtliche hier beschriebenen Verfahren können in einer beliebigen geeigneten Reihenfolge durchgeführt werden, sofern hier nichts anderes angegeben ist oder klar im Widerspruch zum Kontext steht.
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Dementsprechend umfasst diese Offenbarung sämtliche Modifikationen und Entsprechungen des in den beigefügten Ansprüchen genannten Sachgegenstandes, wie nach geltendem Recht möglich. Außerdem umfasst die Offenbarung jede Kombination der oben beschriebenen Elemente in all ihren möglichen Varianten, sofern hier nichts anderes angegeben ist oder klar im Widerspruch zum Kontext steht.
