-
Technisches Gebiet
-
Diese Offenbarung betrifft im Allgemeinen ein Bedienungssystem und insbesondere ein Materialtransportbedienungssystem für eine Kaltfräse.
-
Stand der Technik
-
Fahrbahnen mit Asphaltbelag werden gebaut, um den Fahrzeugverkehr zu erleichtern. Je nach Nutzungsdichte, Basisbedingungen, Temperaturveränderungen, Feuchtigkeitsniveau und/oder physikalischem Alter verformen sich die Fahrbahnen eventuell und können die Radlasten nicht mehr tragen. Um die Fahrbahnen für die kontinuierliche Nutzung durch Fahrzeuge wiederherzustellen, wird der abgenutzte Asphalt zur Vorbereitung der Oberflächenerneuerung entfernt.
-
Kaltfräsen, die manchmal auch als Straßenfräsen oder Aufreißer bezeichnet werden, werden eingesetzt, um Schichten einer asphaltierten Fahrbahn aufzureißen und zu entfernen. Eine Kaltfräse umfasst normalerweise einen Rahmen, der von auf Schienen oder mit Rädern verfahrenden Antriebseinheiten angetrieben wird. Der Rahmen trägt eine Kraftmaschine, eine Bedienerstation, eine Frästrommel und Förderer. Die Frästrommel ist mit Schneidwerkzeugen ausgestattet und wird durch einen geeigneten Anschluss an die Kraftmaschine gedreht, um die Oberfläche der Fahrbahn aufzureißen. Das ausgebrochene Fahrbahnmaterial wird von der Frästrommel auf den Förderern abgelegt, die das Ausbruchmaterial zur Entfernung von der Baustelle in Transport-Lkws transferieren. Wenn die Transport-Lkws gefüllt sind, werden sie durch leere Transport-Lkws ersetzt. Die gefüllten Transport-Lkws transportieren das Ausbruchmaterial an einen anderen Ort, um es als Zuschlagstoff für neuen Asphalt oder auf sonst eine Weise wiederverwertet wiederzuverwenden. Dieser Transportprozess wiederholt sich, bis der Fräsprozess abgeschlossen ist.
-
Die Arbeitskräfte können den Wunsch haben, die rechtzeitige Ankunft von leeren Transport-Lkws an der Fräsbaustelle mit dem Ablauf des Fräsprozesses zu koordinieren, um die Gesamteffizienz des Vorgangs zu verbessern. Zu wenige leere Lkws an der Fräsbaustelle können einerseits zu erhöhten Stillstandszeiten führen, wenn eine Arbeitskraft die Kaltfräse stoppen muss, um auf die Ankunft eines leeren Lkws zu warten. Andererseits könnte es bei zu vielen leeren Lkws an der Fräsbaustelle zur verschwenderischen Unterauslastung von Ressourcen kommen. Bediener von Kaltfräsen kommunizieren normalerweise mit einem Lkw-Disponenten bei einer Materialverarbeitungsanlage, im Versuch, die Bewegung von Lkws zur und von der Baustelle zu koordinieren. Anrufe beim Disponenten seitens Baustellenpersonal stellen dem Disponenten jedoch eventuell nicht immer ausreichend Informationen oder genug Zeit zur Verfügung, um die Lkw-Bewegung zur und von der Baustelle effizient zu koordinieren.
-
Ein Versuch zur Überwachung der Produktion einer Fräsmaschine ist in der Veröffentlichung der
US-Patentanmeldung Nr. 2008/0216021 A1 auf Berning et. al vom 4. September 2008 (Veröffentlichung '021) offenbart. Insbesondere offenbart die Veröffentlichung '021 ein System zur Überwachung der Betriebsparameter der Fräsmaschine, des Beladens eines Transport-Lkws sowie der Oberflächen vor und hinter einem Fräsrotor der Fräsmaschine. Das System umfasst eine Reihe von Sensoren, die ausgelegt sind, um Betriebsparameter einschließlich der Umgebungsbedingungen, Kraftmaschinenparameter und die Position einer Reihe von Stellern zu messen, die ausgelegt sind, um Werkzeuge und Anbaugeräte der Fräsmaschine zu betätigen. Das System umfasst auch eine Reihe von Kameras, die ausgelegt sind, um das Laden von Fräsmaterial in einen Transport-Lkw über ein Fördersystem, eine nicht gefräste Oberfläche vor dem Fräsrotor und eine gefräste Oberfläche hinter dem Fräsrotor zu beobachten. Eine Verarbeitungseinheit übermittelt Daten von den Sensoren an einen Speicher für die Datenspeicherung sowie an eine Anzeige an einer Bedienerstation der Fräsmaschine. Eine Reihe von Schaltern, die mit der Anzeige assoziiert sind, erlaubt dem Bediener auszuwählen, welche Parameter und Kameraeingaben beim Betrieb der Fräsmaschine an der Anzeige beobachtet werden sollen. Das Verarbeitungssystem kann eine Ferndatenübertragungsverbindung herstellen, um Daten von den Sensoren und Kameras an eine Steuerungsanlage oder eine andere Maschine weiterzugeben.
-
Obwohl das System gemäß der Veröffentlichung '021 die Beobachtung einiger Fräsparameter ermöglichen kann, ist es eventuell nicht optimal. Insbesondere können die vom System gemäß der Veröffentlichung '021 übermittelten Informationen auf von den Sensoren und Kameras generierte Daten beschränkt sein. Darüber hinaus ermöglichen die Kameras eventuell lediglich die Beobachtung qualitativer Informationen, die eventuell nicht schnell und/oder nicht problemlos von maschinenexternen Einrichtungen zu anderen Zwecken analysiert werden können.
-
Das Bedienungssystem dieser Offenbarung löst ein oder mehrere der oben genannten Probleme und/oder andere Probleme des Stands der Technik.
-
Zusammenfassung
-
Im Hinblick auf einen Aspekt betrifft diese Offenbarung ein Bedienungssystem für eine Kaltfräse und eine Vielzahl an Transportfahrzeugen, die ausgelegt sind, um von der Kaltfräse gefrästes Material zu einer Anlage zu befördern. Das Bedienungssystem kann einen oder mehrere Sensoren umfassen, die maschinenseitig an der Kaltfräse angeordnet und ausgelegt sind, um Daten in Bezug auf mindestens die Betriebsparameter der Kaltfräse und/oder das von der Kaltfräse an die Vielzahl an Transportfahrzeugen transferierte gefräste Material zu generieren. Das Bedienungssystem kann zudem eine Positionsbestimmungsvorrichtung umfassen, die ausgelegt ist, um ein Signal zu generieren, das eine Position der Kaltfräse angibt, eine Kommunikationsvorrichtung, die ausgelegt ist, um Informationen von der Kaltfräse an die Anlage zu übermitteln, sowie ein Steuergerät, das elektronisch mit einer oder mehr und der Positionsbestimmungsvorrichtung kommuniziert. Das Steuergerät kann ausgelegt sein, um eine Materialtransfermenge von der Kaltfräse an die Vielzahl an Transportfahrzeugen zu ermitteln, basierend auf den Daten, und um die Position der Kaltfräse in Bezug auf die Materialtransfermenge mittels der Kommunikationsvorrichtung an die Anlage zu übermitteln.
-
Im Hinblick auf einen weiteren Aspekt betrifft diese Offenbarung ein Verfahren zur Bedienung des Materialtransports von einer Kaltfräse zu einer Anlage. Das Verfahren kann das Fräsen einer Arbeitsoberfläche, das Transferieren des gefrästen Materials von der Arbeitsoberfläche in ein Transportfahrzeug, das Generieren von Daten in Bezug auf mindestens die Betriebsparameter der Kaltfräse und/oder das von der Kaltfräse zum Transportfahrzeug transferierte gefräste Material sowie das Ermitteln einer Materialtransfermenge von der Kaltfräse zum Transportfahrzeug, basierend auf den Daten, umfassen. Das Verfahren kann zudem das Ermitteln einer Position der Kaltfräse und das Übermitteln der Materialtransfermenge und der Position der Kaltfräse an eine Anlage umfassen.
-
Hinsichtlich eines dritten Aspekts betrifft diese Offenbarung eine Kaltfräse. Die Kaltfräse kann einen Rahmen, eine Frästrommel, die mit dem Rahmen verbunden ist, einen Förderer, der schwenkbar mit dem Rahmen verbunden und ausgelegt ist, um das gefräste Material in ein Transportfahrzeug zu laden, sowie einen oder mehrere Sensoren umfassen, die maschinenseitig an der Kaltfräse angeordnet und ausgelegt sind, um Daten in Bezug auf mindestens die Betriebsparameter der Kaltfräse und/oder das von der Kaltfräse an die Vielzahl an Transportfahrzeugen übergebene gefräste Material zu generieren. Die Kaltfräse kann zudem eine Positionsbestimmungsvorrichtung umfassen, die ausgelegt ist, um ein Signal zu generieren, das eine Position der Kaltfräse angibt, eine Kommunikationsvorrichtung, die ausgelegt ist, um Informationen von der Kaltfräse an eine Anlage zu übermitteln, sowie ein Steuergerät, das elektronisch mit dem einen oder mehreren Sensoren und der Positionsbestimmungsvorrichtung kommuniziert. Das Steuergerät kann ausgelegt sein, um eine Materialtransfermenge von der Kaltfräse an die Vielzahl an Transportfahrzeugen zu ermitteln, basierend auf den Daten, um einen Material-ID zu ermitteln, der mit der Materialtransfermenge verknüpft ist, basierend auf der Position der Kaltfräse, und um die Materialtransfermenge und/oder den Material-ID und/oder die Position der Kaltfräse mittels der Kommunikationsvorrichtung an die Anlage zu übermitteln.
-
Figurenliste
-
- 1 zeigt eine Zeichnung einer beispielhaft offenbarten Baustelle und Anlage;
- 2 zeigt eine Darstellung einer beispielhaft offenbarten Kaltfräse im Schnitt, die auf der Baustelle aus 1 genutzt werden kann, und
- 3 zeigt eine Diagrammdarstellung eines beispielhaft offenbarten Materialtransportbedienungssystems, das mit der Kaltfräse aus 1 und der Anlage aus 2 genutzt werden kann.
-
Detaillierte Beschreibung
-
Im Hinblick auf diese Offenbarung ist unter dem Begriff „Asphalt“ eine Mischung aus Zuschlagstoff und Asphaltbeton zu verstehen. Asphaltbeton ist eine bräunlich-schwarze feste oder halbfeste Mischung aus Bitumen, die als Nebenprodukt bei der Erdöldestillation gewonnen werden. Asphaltbeton kann erhitzt und mit dem Zuschlagstoff für die Nutzung bei der Herstellung von Fahrbahnbelägen vermischt werden, wobei das Gemisch bei Abkühlung aushärtet. Unter einer „Kaltfräse“ ist eine Maschine zu verstehen, die genutzt wird, um Schichten aus erhärtetem Asphalt von einer bestehenden Fahrbahn zu entfernen. Es wird darauf hingewiesen, dass die offenbarte Kaltfräse alternativ auch genutzt werden kann, um Zement und sonstige Fahrbahnbeläge zu entfernen oder um Oberflächenmaterial, das keine Fahrbahnen betrifft, wie beim Bergbau zu entfernen.
-
1 zeigt eine Kaltfräse 10, die auf einer Baustelle 12 eingesetzt wird, beispielsweise beim Fräsen einer Fahrbahn. Im Rahmen des Fräsvorgangs kann die Kaltfräse 10 eine Oberfläche 14 der Fahrbahn fräsen und das gefräste Material in ein erstes einer Vielzahl an Transportfahrzeugen („Transportfahrzeug“) 16 transferieren. Unter einigen Umständen kann sich ein zweites Transportfahrzeug 18 in einer Ruheposition in der Nähe der Kaltfräse 10 befinden, und ein drittes Transportfahrzeug 19 kann bei der Anlage 20 oder in deren Nähe wie bei einer assoziierten Versandanlage 21 angeordnet sein. Es versteht sich, dass jede Zahl an Transportfahrzeugen in der Nähe der Kaltfräse 10 (z. B. in der Ruheposition) und/oder an der Anlage 20 (z. B. in der Warteposition auf den Einsatz) positioniert werden kann. Es versteht sich ebenso, dass die Versandanlage an der Anlage 20 oder einem anderen Ort befindlich sein kann. Die Anlage 20 kann jeder beliebige Ort sein, zu dem das gefräste Material für die Lagerung, Verarbeitung, das Recycling, die Entsorgung usw. geliefert wird. Wenn das Transportfahrzeug 16 voll ist, kann es von der Kaltfräse 10 abfahren, um das gefräste Material zur Anlage 20 zu liefern, und das Transportfahrzeug 18 kann sich der Kaltfräse 10 nähern, um das Transportfahrzeug 16 zu ersetzen, sodass der Fräsbetrieb weitergeführt werden kann. Das Transportfahrzeug 19 kann zur Kaltfräse 10 entsendet werden, um das Transportfahrzeug 18 in der Ruheposition zu ersetzen.
-
Bei den Transportfahrzeugen 16-19 kann es sich um mobile Maschinen (z. B. Muldenkipper, Muldenkipper mit Knickgelenk, Sattelschlepper usw.) handeln, die ausgelegt sind, um Material von einem ersten Ort zu einem zweiten Ort zu transportieren. Die Transportfahrzeuge 16-19 können auch ausgelegt sein, um während des Fräsbetriebs mit der Anlage 20 und/oder der Kaltfräse 10 zu kommunizieren. Beispielsweise können die Transportfahrzeuge 16-19 eine Kommunikationsvorrichtung 22 umfassen, die ausgelegt ist, um Informationen mit der Anlage 20 und/oder der Kaltfräse 10 auszutauschen, eine Positionsbestimmungsvorrichtung 24, die ausgelegt ist, um ein Signal zu generieren, das die Position eines Transportfahrzeugs angibt, sowie ein Steuergerät 26, das elektronisch mit den Vorrichtungen 22-24 kommuniziert (22-26, dargestellt nur in 3). Es versteht sich, dass die Transportfahrzeuge 16-19 auch Eingabevorrichtungen (Tasten, Tastaturen, Schalter, Druckknöpfe, Hebel, Pedale usw.) sowie Ausgabevorrichtungen (z. B. Anzeigen, Kontrollleuchten, Lautsprecher usw.) umfassen können, je nach Wunsch für die Bedienung der Transportfahrzeuge 16-19 und die Kommunikation mit der Anlage 20 und/oder der Kaltfräse 10.
-
Die Anlage 20 kann zudem eine oder mehrere Einrichtungen umfassen, die ausgelegt sind, um das gefräste Material von den Transportfahrzeugen 16-19 aufzunehmen. Beispielsweise kann die Anlage 20 einen oder mehrere Materiallagerungsstandorte an jeder Einrichtung umfassen, um die verschiedenen Typen von gefrästem Material (z. B. gefrästen Asphalt, gefrästen Beton usw.), das von den Transportfahrzeugen 16-19 geliefert wird, zu lagern. Unter einigen Umständen kann die Anlage 20 auch ein oder mehrere Werke zur Fertigung von Belagmaterial umfassen, wo das gefräste Material in frische Belagmaterialmischungen (z. B. Asphalt, Beton usw.) integriert werden kann.
-
Die Versandanlage 21, die mit der Anlage 20 assoziiert ist, kann Geräte zum Organisieren der Bewegung der Transportfahrzeuge 16-19 zwischen der Kaltfräse 10 und der Anlage 20 unterbringen. Die Anlage 20 kann beispielsweise eine Lagerungseinrichtung für eine Reihe von Transportfahrzeugen sowie eine Kommunikationsausrüstung zum Empfangen von Informationen von der Kaltfräse 10 und zum Senden von Versendesignalen an die Transportfahrzeuge 16-19 umfassen. Unter Bezugnahme auf 3 kann die Versandanlage 21 eine Kommunikationsvorrichtung 27 umfassen, die ausgelegt ist, um Informationen mit der Kaltfräse 10 und den Transportfahrzeugen 16-19 auszutauschen, eine Positionsbestimmungsvorrichtung 28, die ausgelegt ist, um ein Signal zu generieren, das die Position einer Anlage und/oder Versandanlage angibt, eine Schnittstellenvorrichtung 30 zur Steuerung der Anlage 20 und/oder der Versandvorgänge und ein Steuergerät 32, das elektronisch mit den Vorrichtungen 27-30 kommuniziert (27-32 dargestellt nur in 3). Die Schnittstellenvorrichtung 30 kann u. a. eine Anzeige 34 und eine Ausgabevorrichtung 36 umfassen (34-36 dargestellt nur in 3). In anderen Ausführungsformen kann die Schnittstellenvorrichtung 30 eine Fernsteuerung wie ein Handheld-Bediengerät umfassen, das überall auf der Baustelle 12 oder von dieser entfernt genutzt werden kann. Die Schnittstellenvorrichtung 30 kann alternativ ein Softwareprogramm und eine Benutzerschnittstelle für einen Computer sowie eine Kombination aus Hardware und Software umfassen.
-
2 zeigt eine beispielhafte Kaltfräse 10, aufweisend einen Rahmen 38, gestützt von einer oder mehreren Antriebsvorrichtungen 40, eine Frästrommel 42, die drehend unter einer Ausbauchung des Rahmens 38 gestützt ist, und eine Kraftmaschine 44, die am Rahmen 38 montiert und ausgelegt ist, um die Frästrommel 42 und die Antriebsvorrichtungen 40 anzutreiben. Die Antriebsvorrichtungen 40 können entweder Schienen oder Räder umfassen, die mit Stellern 46 verbunden sind, die ausgelegt sind, um den Rahmen 38 relativ zu einer Bodenoberfläche steuerbar zu heben oder zu senken. Es ist darauf hinzuweisen, dass das Heben und Senken des Rahmens 38 in der offenbarten Ausführungsform auch herangezogen werden kann, um eine Frästiefe der Frästrommel 42 in die Oberfläche 14 zu variieren. In einigen Ausführungsformen können dieselben oder andere Steller 46 auch eingesetzt werden, um die Kaltfräse 10, sofern gewünscht, zu lenken und/oder um eine Fahrgeschwindigkeit der Antriebsvorrichtungen 40 zu regeln (z. B. um die Antriebsvorrichtungen 40 zu beschleunigen oder abzubremsen). Ein Fördersystem 48 kann schwenkbar an einem vorderen Ende mit dem Rahmen 38 verbunden und ausgelegt sein, um Material wegführend von der Frästrommel 42 in einen Behälter wie ein Transportfahrzeug 16 (siehe 1) zu transportieren.
-
Der Rahmen 38 kann auch eine Bedienerstation 50 tragen. Die Bedienerstation 50 kann eine Reihe von Schnittstellenvorrichtungen 52 beherbergen, die genutzt werden, um die Kaltfräse 10 zu steuern. Im offenbarten Beispiel können die Schnittstellenvorrichtungen 52 u. a. eine Anzeige 54 und eine Eingabevorrichtung 56 (54 -56 dargestellt nur in 3) umfassen. In anderen Ausführungsformen kann die Bedienerstation 50 außerhalb der Kaltfräse 10 angeordnet sein. Beispielsweise kann die Bedienerstation 50 eine Fernsteuerung wie ein Handheld-Bediengerät umfassen, das ein Bediener nutzen kann, um die Kaltfräse 10 von jeder beliebigen Stelle auf der Baustelle 12 zu steuern. Die Bedienerstation 50 kann alternativ ein Softwareprogramm und eine Benutzerschnittstelle für einen Computer sowie eine Kombination aus Hardware und Software umfassen. In anderen Ausführungsformen kann die Kaltfräse 10 eigenständig sein und die Bedienerstation 50 nicht umfassen.
-
Die Anzeige 54 kann ausgelegt sein, um die Position der Kaltfräse 10 (z. B. der Frästrommel 42) relativ zu Eigenschaften der Baustelle (z. B. gefräste und/oder nicht gefräste Teile der Oberfläche 14) darzustellen und Daten und/oder sonstige Informationen für den Bediener anzuzeigen. Die Eingabevorrichtung 56 kann ausgelegt sein, um Daten und/oder Anweisungen für die Steuerung vom Bediener der Kaltfräse 10 zu erhalten. Möglich sind auch andere Schnittstellenvorrichtungen (z. B. Bedienvorrichtungen), und eine oder mehrere der oben beschriebenen Schnittstellenvorrichtungen können nach Wunsch in einer einzigen Schnittstellenvorrichtung kombiniert werden.
-
Die Eingabevorrichtung 56 kann beispielsweise eine Analogeingabevorrichtung sein, die Anweisungen für die Steuerung über eine(n) oder mehrere Tasten, Schalter, Wählschalter, Hebel usw. empfängt. Die Eingabevorrichtung 56 kann alternativ auch digitale Komponenten umfassen wie eine(n) oder mehrere Schaltflächen, Touchscreens und/oder optische Anzeigen. Die Eingabevorrichtung 56 kann ausgelegt sein, um ein oder mehrere Signale zu generieren, die verschiedene Parameter angeben, die mit der Kaltfräse 10 und/oder deren Umgebung verknüpft sind, basierend auf einer vom Bediener empfangenen Eingabe. Beispielsweise kann die Eingabevorrichtung 56 ausgelegt werden, um Eingaben zu empfangen, die die Dichte ρ des gefrästen Materials, einen Material-ID (d. h. einen Typ des gerade gefrästen Materials) und Parameter des Transportfahrzeugs 16 (z. B. Abmessungen, Volumeninhalt, Tragkraft, zulässiges Gesamtgewicht usw.) angeben. Die Eingabevorrichtung 56 kann auch ausgelegt sein, um dem Bediener zu erlauben anzugeben, wann ein Behälter leer oder voll ist, beispielsweise durch Drücken einer Taste, die mit der Eingabevorrichtung 56 verknüpft ist. Die über die Eingabevorrichtung 56 empfangenen Informationen können an ein Steuergerät 57 übermittelt und/oder darin gespeichert werden (siehe 3) und für die Weiterverarbeitung genutzt werden.
-
Das Fördersystem 48 kann einen ersten Förderer 58 umfassen, der an die Frästrommel 42 angrenzt und ausgelegt ist, um das gefräste Material zu einem zweiten Förderer 60 zu transferieren. Die Förderer 58 und 60 können jeweils ein Band 62 umfassen, das auf einer Vielzahl an Walzenanordnungen 64 gestützt ist und von einem Motor 66 angetrieben wird. Der Motor 66 kann beispielsweise einen Hydraulikmotor 66 umfassen, der von einem Hydrauliksystem (nicht dargestellt) angetrieben wird. In anderen Ausführungsformen kann es sich beim Motor 66 um einen Elektromotor oder um einen anderen Motortyp handeln. Der Motor 66 kann mittels einer Kraftmaschine 44 oder einer anderen Kraftquelle angetrieben werden.
-
Gemäß der Darstellung in 3 kann ein Materialtransportbedienungssystem 68 („Bedienungssystem“) mit der Kaltfräse 10 assoziiert werden und Elemente umfassen, die kooperieren, um den Materialtransfer in das Transportfahrzeug 16 zu überwachen und zu analysieren und um die Kommunikation zwischen der Kaltfräse 10 und der Anlage 20 zu erleichtern. Das Bedienungssystem 68 kann die Übermittlung von Daten von der Kaltfräse 10 an die Anlage 20 in Bezug auf Betriebsparameter der Kaltfräse 10 und/oder das in die Transportfahrzeuge 16-19 transferierte gefräste Material erleichtern. Basierend auf den Daten können Versendesignale generiert und von der Anlage 20 an die Transportfahrzeuge 16-19 übermittelt werden, um die rechtzeitige Ankunft der Transportfahrzeuge 16-19 auf der Baustelle 12 zu erleichtern, sowie um Anweisungen für den Transport des gefrästen Materials wegführend von der Baustelle 12 bereitzustellen.
-
Elemente des Bedienungssystems 68 können kooperieren, um Daten in Bezug auf die Kaltfräse 10 und das Transferieren des Materials in Transportfahrzeuge 16-19 zu generieren und die Daten an die Anlage 20 zu übermitteln. Das Bedienungssystem 68 kann beispielsweise eine Position der Kaltfräse 10, eine Materialtransfermenge Δ (z. B. einen Massenstrom ṁ und/oder einen Volumenstrom V̇, das Gewicht pro Zeiteinheit, eine Zahl an Transportfahrzeugen pro Zeiteinheit usw.), ein Gesamtgewicht Wm („Gewicht“) des transferierten gefrästen Materials, einen Füllstand Σ des Transportfahrzeugs 16, eine Menge an Restzeit TF bis zur vollständigen Füllung des Transportfahrzeugs 16 und/oder sonstige statistische Informationen ermitteln, die von der Anlage 20 genutzt werden können, um zu ermitteln, wann die Transportfahrzeuge 16-19 zu entsenden sind. Elemente des Bedienungssystem 68 können Schnittstellenvorrichtungen 52, einen oder mehrere Sensoren 70, eine Positionsbestimmungsvorrichtung 72, eine Kommunikationsvorrichtung 74 und ein Steuergerät 57 umfassen, das elektronisch mit einem jeden der anderen Elemente verbunden ist. Informationen einschließlich der Materialtransfermenge Δ, des Gewichts Wm, des Füllstands Σ, der Restzeit TF und der Position der Kaltfräse 10 können dem Bediener der Kaltfräse 10 über die Anzeige 54 angezeigt und/oder mittels der Kommunikationsvorrichtung 74 für die Weiterverarbeitung an die Anlage 20 übermittelt werden.
-
Die Sensoren 70 können einen oder mehrere Sensoren und/oder Sensorensysteme umfassen, die ausgelegt sind, um ein Signal zu generieren, das Betriebsparameter der Kaltfräse und/oder die Materialtransfermenge in das Transportfahrzeug 16 über das Fördersystem 48 angibt. In einer Ausführungsform können die Sensoren 70 zum Beispiel einen Bandwäge- und Bandgeschwindigkeitssensor umfassen, der ausgelegt ist, um Signale zu generieren, die genutzt werden können, um zu ermitteln, wie viel Material sich auf dem Fördersystem 48 befindet und in welcher Menge Δ das Material in das Transportfahrzeug 16 transferiert wird. In einer anderen Ausführungsform können die Sensoren 70 Signale generieren, die eine Leistung und eine Drehzahl des Motors 66 angeben, wie z. B. ein Sensor den Hydraulikdruck und ein Sensor die Motordrehzahl. Die Sensoren 70 können alternativ einen Sensor für die elektrische Spannung oder einen anderen Sensortyp umfassen, der ausgelegt ist, um die Ausgangsleistung des Motors 66 zu messen. Die von den Sensoren 70 generierten Signale können vom Steuergerät 57 in Verbindung mit anderen gemessenen oder bekannten Parametern (z. B. Bandgeschwindigkeit, Neigung des Förderers, Durchflussmenge des Hydraulikfluids, Motordrehzahl, Motorverschiebung, elektrischer Widerstand, elektrischer Strom usw.) genutzt werden, um die Materialtransfermenge Δ in das Transportfahrzeug 16 zu ermitteln.
-
Die Sensoren 70 können alternativ andere Sensortypen umfassen, die ausgelegt sind, um die Menge des vom Fördersystem 48 transferierten Materials zu ermitteln, ohne irgendwelche beweglichen Teile des Fördersystems 48 zu berühren. Die Sensoren 70 können beispielsweise ein radioaktives Erfassungssystem, ein Laserscansystem, einen optischen Scanner, eine Kamera und/oder einen Ultraschallsensor umfassen, das/der ausgelegt ist, um ein Signal zu generieren, das eine Materialmenge (z. B. eine Fläche oder ein Volumen) angibt, die gefräst und dann über das Fördersystem 48 transferiert wurde. Die Signale der Sensoren 70 können in Verbindung mit zusätzlichen Parametern (z. B. Fahrgeschwindigkeit, Bandgeschwindigkeit, Fräszeit usw.) genutzt werden, um ein Volumen an in das Transportfahrzeug 16 transferiertem Material zu ermitteln.
-
In einigen Ausführungsformen kann das Bedienungssystem 68 einen oder mehrere zusätzliche Sensoren umfassen, die elektronisch mit dem Steuergerät 57 kommunizieren. Beispielsweise kann das Bedienungssystem 68 einen Sensor für die Frästrommeldrehzahl 76, einen Sensor für die Frästrommeltiefe 78 und einen Fahrgeschwindigkeitssensor 80 umfassen. Beim Frästrommeldrehzahlsensor 76 kann es sich um einen magnetischen Aufnahmesensor oder einen sonstigen Sensortyp handeln, der ausgelegt ist, um ein Signal zu generieren, das eine Drehzahl der Frästrommel 42 angibt. Der Sensor für die Frästrommeltiefe 78 kann mit Stellern 46 assoziiert und ausgelegt sein, um ein Signal zu generieren, das eine Höhe des Rahmens 38 über der Oberfläche 14 angibt, die genutzt werden kann, um die Tiefe der Frästrommel 42 unter der Oberfläche 14 zu ermitteln, basierend auf dem bekannten Unterschied zwischen der Frästrommel 42 und dem Rahmen 38. Beim Fahrgeschwindigkeitssensor 80 kann es sich um einen magnetischen Aufnahmesensor oder einen anderen Sensortyp handeln, der mit den Antriebsvorrichtungen 40 oder einer anderen Antriebskomponente der Kaltfräse 10 (z. B. der Kraftmaschine 44, einem Getriebe usw.) assoziiert ist. Der Fahrgeschwindigkeitssensor 80 kann ausgelegt sein, um ein Signal zu generieren, das eine Fahrgeschwindigkeit der Kaltfräse 10 angibt. Die von den Sensoren 76-80 generierten Signale können vom Steuergerät 57 in Verbindung mit den von den Sensoren 70 generierten Signalen genutzt werden, um die Materialtransfermenge Δ in das Transportfahrzeug 16 zu ermitteln.
-
Die Positionsbestimmungsvorrichtung 72 kann ausgelegt sein, um ein Signal zu generieren, das eine geografische Position der Kaltfräse 10 relativ zu einem lokalen Referenzpunkt, einem mit dem Arbeitsbereich assoziierten Koordinatensystem, einem mit der Erde assoziierten Koordinatensystem oder einem sonstigen 2-D- oder 3-D-Koordinatensystem angibt. Die Positionsbestimmungsvorrichtung 72 kann zudem einen elektronischen Transponder umfassen, der ausgelegt ist, um mit einem oder mehreren Satelliten oder einem lokalen Funk- oder Laserübertragungssystem zu kommunizieren, das eingesetzt wird, um eine relative geografische Position von sich selbst zu ermitteln. Die Positionsbestimmungsvorrichtung 72 kann Hochfrequenz-, Schwachstromfunk- oder - lasersignale von mehreren Positionen empfangen und analysieren, um eine entsprechende geografische 3-D-Position zu triangulieren. Das Signal, das diese geografische Position angibt, kann von der Positionsbestimmungsvorrichtung 72 an das Steuergerät 57 zur Weiterverarbeitung übermittelt werden.
-
Die Kommunikationsvorrichtung 74 kann Hardware und/oder Software umfassen, die das Senden und Empfangen von Datennachrichten zwischen dem Steuergerät 57 und der Anlage 20 ermöglichen. Die Datennachrichten können je nach Wunsch über eine direkte Datenverbindung und/oder eine drahtlose Kommunikationsverbindung übermittelt und empfangen werden. Die direkte Datenverbindung kann eine Ethernetverbindung, ein Connected Area Network (CAN) oder eine andere Datenverbindung gemäß dem Stand der Technik sein. Drahtlose Kommunikationen können Satelliten- und/oder Mobiltelefon- und/oder Bluetooth- und/oder WLAN- und/oder Infrarot- und/oder sonstige drahtlose Kommunikationen umfassen, die der Kommunikationsvorrichtung 74 erlauben, Informationen auszutauschen.
-
Das Steuergerät 57 kann einen einzelnen Mikroprozessor oder mehrere Mikroprozessoren umfassen, die Mittel zum Überwachen von Bedienerund Sensoreingaben umfassen und die Betriebseigenschaften der Kaltfräse 10 basierend auf der Eingabe entsprechend anpassen. Das Steuergerät 57 kann beispielsweise einen Speicher, eine Hilfsspeichervorrichtung, eine Uhr und einen Prozessor wie eine zentrale Verarbeitungseinheit oder sonstige Mittel umfassen, um eine Aufgabe zu erfüllen, die dieser Offenbarung entspricht. Zahlreiche handelsübliche Mikroprozessoren können ausgelegt werden, um die Funktionen des Steuergeräts 57 zu erfüllen. Es ist darauf hinzuweisen, dass das Steuergerät 57 bereits eine allgemeine Maschinensteuerung umfassen kann, die in der Lage ist, zahlreiche andere Maschinenfunktionen zu steuern. Verschiedene andere bekannte Schaltkreise können mit dem Steuergerät 57 assoziiert werden, einschließlich Signalaufbereitungsschaltungen, Kommunikationsschaltungen und sonstige geeignete Schaltungen. Das Steuergerät 57 kann zudem je nach Wunsch anstatt eines oder zusätzlich zu einem integrierten Computersystem in Kommunikation mit einem externen Computersystem gekuppelt werden.
-
Das Steuergerät 57 kann ausgelegt sein, um die Materialtransfermenge Δ in das Transportfahrzeug 16, eine noch zu fräsende Materialmenge und einen ID-Code des in das Transportfahrzeug 16 transferierten Materials zu ermitteln, basierend auf einem oder mehreren der von den Sensoren 70 und 76-80 generierten Datenwerten und der Position der Kaltfräse 10. Beispielsweise kann das Steuergerät 57 die Signale von den Sensoren 70 empfangen und die Masse m des Materials auf dem Band 62 basierend auf den Signalen ermitteln. Unter Nutzung der Masse m in Verbindung mit anderen, von den Sensoren 70 und/oder den Sensoren 76-80 empfangenen Informationen (z. B. Bandgeschwindigkeit, Fahrgeschwindigkeit usw.) kann das Steuergerät 57 ausgelegt sein, um den Massenstrom ṁ des vom Fördersystem 48 in das Transportfahrzeug 16 transferierten Materials zu ermitteln. Das Steuergerät 57 kann den Massenstrom kontinuierlich ermitteln ṁ und kann das Gesamtgewicht Wm des transferierten Materials ermitteln, indem der Massenstrom ṁmit einer abgelaufenen Fräszeit multipliziert und der Gesamtwert über einen Zeitraum der Förderzeit summiert wird.
-
Bei Ausführungsformen, bei denen die Sensoren 70 ausgelegt sind, um Signale zu generieren, die eine Fläche oder ein Volumen V des gefrästen Materials (d. h. anstatt der Masse m) angeben, kann das Steuergerät 57 ausgelegt sein, um die Materialtransfermenge Δ in das Transportfahrzeug 16 basierend auf der Fläche oder dem Volumen V des transferierten Materials zu ermitteln. Beispielsweise kann das Steuergerät 57 ausgelegt sein, um die Fläche oder das Volumen V des transferierten Materials basierend auf den Signalen der Sensoren 70 zu ermitteln und die Fläche mit einer Lineargeschwindigkeit zu multiplizieren (z. B. Bandgeschwindigkeit, Fahrgeschwindigkeit usw.) oder das Volumen V durch eine Fräszeit zu teilen, um jeweils den Volumenstrom zu ermitteln. V̇ Das Steuergerät 57 kann das Gesamtgewicht Wm des gefrästen Materials ermitteln, indem der Volumenstrom V̇ mit einem Fräszeitzeitraum und der Dichte ρ des gefrästen Materials multipliziert und der Gesamtwert über einen Zeitraum einer Förderzeit summiert wird. Die Dichte ρ kann das Steuergerät 57 von der Eingabevorrichtung 56 empfangen oder sie kann in seinem Speicher gespeichert sein.
-
Das Steuergerät 57 kann ausgelegt sein, um den Füllstand Σ des Transportfahrzeugs 16 basierend auf dem Massenstrom ṁ, dem Volumenstrom V̇ und/oder dem Gesamtgewicht Wm des gefrästen Materials sowie bekannten Eigenschaften des Transportfahrzeugs 16 (z. B. Geometrie, Inhalt, Form, Tragkraft usw.), die über die Eingabevorrichtung 56 empfangen oder aus seinem Speicher erfasst wurden, zu ermitteln. In anderen Ausführungsformen können die Eigenschaften des Transportfahrzeugs und/oder sonstige Informationen (z. B. Dichte ρ des gefrästen Materials) automatisch von den Transportfahrzeugen 16-19 über die Kommunikationsvorrichtung 74 empfangen werden. Unter Nutzung dieser Informationen kann das Steuergerät 57 ausgelegt sein, um die Restzeit TF bis zur vollständigen Füllung des Transportfahrzeugs 16 zu ermitteln (d. h. wann ein Füllstandgrenzwert, ein gewünschter Füllstand, ein maximaler Füllstand usw. erreicht wird). Beispielsweise kann das Steuergerät 57 den Massenstrom ṁ, den Volumenstrom V̇, das Gesamtgewicht Wm und/oder den Füllstand Σ mit einem Sollwert über einen Zeitraum der Förderzeit vergleichen und ermitteln, wie viel Zeit bis zur vollständigen Füllung des Transportfahrzeugs 16 bleibt.
-
Basierend auf der Materialtransfermenge Δ und/oder dem Gesamtgewicht Wm sowie den von der Positionsbestimmungsvorrichtung 72 empfangenen Informationen kann das Steuergerät 57 ausgelegt sein, um die noch zu fräsende Materialmenge zu ermitteln. Beispielsweise kann das Steuergerät 57 die Positionsdaten der Kaltfräse 10 während des Fräsbetriebs erfassen und einen Baustellenbereich 12 ermitteln, der gefräst wurde, basierend auf den Positionierungsdaten, sowie einen noch zu fräsenden Bereich, basierend auf bekannten geografischen Informationen betreffend die Baustelle 12. Mittels der Nutzung dieser Informationen und der Informationen von den Sensoren 76-80 kann das Steuergerät 57 ein Volumen und/oder ein Gewicht des noch zu fräsenden Materials ermitteln. Alternativ kann das Steuergerät 57 die Menge des noch zu fräsenden Materials basierend auf einem Unterschied zwischen bekannten Fräsbetriebsplänen (z. B. einem bekannten zu fräsenden Rauminhalt, Gewicht usw.) und dem Gesamtgewicht Wm und/oder sonstigen Informationen ermitteln.
-
Das Steuergerät 57 kann ausgelegt sein, um den Füllstand Σ und/oder die Restzeit TF bis zur vollständigen Füllung des Transportfahrzeugs 16 und/oder die Materialtransfermenge Δ (z. B. Volumenstrom V̇ oder Massenstrom ṁ) und/oder das Gesamtgewicht Wm und/oder andere Informationen mittels der Kommunikationsvorrichtung 74 an die Anlage 20 übermitteln. Das Steuergerät 57 kann ausgelegt sein, um diese Informationen einem Bediener der Anlage 20 über die Anzeige 34, die mit der Anlage 20 assoziiert ist, anzuzeigen und/oder an das Steuergerät 32 für die Weiterverarbeitung zu übermitteln. Auf diese Weise können Bediener der Anlage 20 und/oder das Steuergerät 32 in der Lage sein, das Entsenden der Transportfahrzeuge 16-19 mit genauen, in Echtzeit empfangenen Daten zu überwachen und zu steuern.
-
Das Bedienungssystem 68 kann auch eine Positionsbestimmungsvorrichtung 28, eine Schnittstellenvorrichtung 30 und ein Steuergerät 32, assoziiert mit der Anlage 20, umfassen. Beispielsweise kann das Steuergerät 32 ausgelegt sein, um die Daten vom Steuergerät 57 über die Kommunikationsvorrichtung 27 für die Weiterverarbeitung zu empfangen. Das Steuergerät 32 kann die Daten dem Bediener der Anlage 20 über die Anzeige 34 anzeigen und dadurch dem Bediener ermöglichen, Versendesignale für die Transportfahrzeuge 16-19 basierend auf den in Echtzeit empfangenen Daten zu generieren. Das Steuergerät 32 kann die Versendesignale auch oder alternativ automatisch basierend auf den vom Steuergerät 57 empfangenen Daten generieren und somit dem Bediener der Anlage 20 erlauben, sich auf andere Aufgaben zu konzentrieren.
-
Beispielsweise kann das Steuergerät 32 die Position der Kaltfräse 10 und die Daten über die Kommunikationsvorrichtung 27 empfangen und eine Entfernung zwischen der Anlage 20 und der Kaltfräse 10 in Verbindung mit den von der Positionsbestimmungsvorrichtung 28 empfangenen Informationen ermitteln. Die Daten von der Kaltfräse 10 können die Fahrgeschwindigkeit der Kaltfräse 10, eine Streckenrichtung der Kaltfräse 10 (z. B. eine Himmelsrichtung) und/oder mehrere Positions- und Zeitdatenpunkte umfassen, die genutzt werden können, um eine Streckenrichtung der Kaltfräse 10 zu ermitteln. Basierend auf diesen Informationen kann das Steuergerät 32 ausgelegt sein, um die Entfernung zwischen der Kaltfräse 10 und der Anlage 20 sowie eine Fahrzeit eines Transportfahrzeugs zu ermitteln, das von der Anlage 20 zur Kaltfräse 10 fährt, basierend auf der Entfernung und der Streckenrichtung der Kaltfräse 10. In anderen Ausführungsformen können die Entfernung und die Fahrzeit zwischen Kaltfräse 10 und Anlage 20 durch das Steuergerät 57 ermittelt und als Eingabe vom Steuergerät 32 über die Kommunikationsvorrichtungen 74 und 27 empfangen werden.
-
Das Steuergerät 32 kann auch ausgelegt sein, um eine Fahrstrecke von der Anlage 20 zur Kaltfräse 10 basierend auf von der Positionsbestimmungsvorrichtung 28 empfangenen Informationen in Verbindung mit einem oder mehreren der von der Kaltfräse 10 empfangenen Datenwerten, der Entfernung von der Anlage 20 zur Kaltfräse 10 und der Fahrzeit auszuwählen. Beispielsweise kann das Steuergerät 32 eine Strecke auswählen, die gewährleistet, dass die Fahrzeit innerhalb eines gewünschten Grenzwerts oder eines gewünschten Schwellenwerts wie der Restzeit TF bis zur vollständigen Füllung des Transportfahrzeugs 16 liegt. Auf Wunsch können andere Zeitschwellenwerte herangezogen werden. Das Steuergerät 32 kann ausgelegt sein, um die gewünschte Fahrstrecke basierend auch auf einem bekannten geografischen Gelände und auf Streckeninformationen, die in seinem Speicher gespeichert sind, verknüpft mit der Positionsbestimmungsvorrichtung 28 (z. B. in einem Speicher der Positionsbestimmungsvorrichtung 28 gespeichert), oder die über die Kommunikationsvorrichtung 27 empfangen wurden, zu ermitteln.
-
Das Steuergerät 32 kann auch ausgelegt sein, um eine Zahl der Transportfahrzeuge 16-19 zu erfassen, die gegenwärtig auf der Baustelle 12 befindlich sind, und um eine gewünschte Zahl an Transportfahrzeugen 16-19 zu ermitteln, die auf der Baustelle 12 angeordnet werden sollen, um einen durchgehenden Arbeitsablauf zu gewährleisten. Beispielsweise kann das Steuergerät 32 die Position eines jeden Transportfahrzeugs 16-19 basierend auf Signalen erfassen, die von den Positionsbestimmungsvorrichtungen 24, die mit einem jeden Transportfahrzeug 16-19 verknüpft sind, generiert werden, und die Zahl der Fahrzeuge ermitteln, die gegenwärtig auf der Baustelle 12 befindlich sind, basierend auf den Signalen und der bekannten Position der Baustelle 12. Basierend auf der von der Kaltfräse 10 empfangenen Materialtransfermenge Δ kann das Steuergerät 32 eine Menge ermitteln, bei deren Erreichen das gefräste Material von der Baustelle 12 abtransportiert wird, sowie eine Menge, bei deren Erreichen leere Lkws (z. B. mit einem bekannten Gewicht und/oder Inhalt) zur Baustelle 12 gesendet werden sollten, um die Materialtransfermenge Δ aufzunehmen. Basierend auf der Fahrzeit der Transportfahrzeuge 16-19 von der Anlage 20 zur Kaltfräse 10 und der Materialtransfermenge Δ kann das Steuergerät 32 eine gewünschte Zahl an Transportfahrzeugen 16-19 ermitteln, die zu irgendeinem vorgegebenen Zeitpunkt auf der Baustelle 12 zu platzieren sind. Wenn die Zahl der gegenwärtig auf der Baustelle 12 befindlichen Transportfahrzeuge 16-19 geringer ist als die gewünschte Zahl der Transportfahrzeuge 16-19, kann das Steuergerät 32 veranlassen, dass zusätzliche Transportfahrzeuge 16-19 zur Baustelle 12 gesendet werden, und zusätzliche Transportfahrzeuge 16-19 entsenden. Auf diese Weise kann der durchgehende Betrieb der Kaltfräse 10 während einer Arbeitsschicht erfolgen, und sie muss nicht angehalten werden, um auf leere Transportfahrzeuge 16-19 zu warten.
-
Wenn das Steuergerät 32 feststellt, dass zusätzliche Transportfahrzeuge 16-19 zur Baustelle 12 entsendet werden sollten, kann das Steuergerät 32 ein erstes Versendesignal generieren, das eine Aufforderung für ein oder mehrere leere Transportfahrzeuge 16-19 angibt, zur Kaltfräse 10 auf der Baustelle 12 zu fahren. Das Steuergerät 32 kann das erste Versendesignal an ein spezielles oder mehrere Transportfahrzeuge 16-19 über die Kommunikationsvorrichtung 27 richten, und das Versendesignal kann die Position der Kaltfräse 10 und/oder die gewünschte Fahrstrecke und/oder die Entfernung zur Kaltfräse 10 und/oder die Fahrzeit umfassen. Das Versendesignal kann auf Wunsch andere Daten und/oder Anweisungen umfassen.
-
Wenn das Transportfahrzeug 16 beispielsweise voll ist und von der Kaltfräse 10 zur Anlage 20 zurückkehrt, kann das Steuergerät 32 ausgelegt sein, um ein zweites Versendesignal basierend auf den von der Kaltfräse 10 empfangenen Daten und/oder anderen Informationen zu generieren. Das Steuergerät 32 kann beispielsweise den Material-ID empfangen, der mit dem gefrästen Material verknüpft ist, das von der Kaltfräse 10 in das Transportfahrzeug 16 geladen wurde, und eine Position für die Lieferung des gefrästen Materials basierend auf dem Material-ID ermitteln. Wenn die Anlage 20 Platz hat, um Material zu empfangen, das den mit dem gefrästen Material im Transportfahrzeug 16 verknüpften ID aufweist, kann das Steuergerät 32 das Transportfahrzeug 16 mittels des zweiten Versendesignals anweisen, zur Anlage 20 zurückzufahren. In einigen Ausführungsformen kann das Steuergerät 32 das Transportfahrzeug 16 zu einer bestimmten Position in der Anlage 20 lenken, basierend auf dem verknüpften Material-ID.
-
Unter anderen Umständen kann das Steuergerät 32 jedoch ermitteln, dass die Anlage 20 kein zusätzliches Material mit dem verknüpften ID mehr aufnehmen kann und das Transportfahrzeug 16 über das zweite Versendesignal zu einem anderen Ort lenken. Das Steuergerät 32 kann ermitteln, dass die Anlage 20 zusätzliches Material aufnehmen kann, basierend auf bekannten Bestandsmengen, dem Gesamtgewicht Wm des gefrästen Materials mit dem verknüpften ID-Code, einer Zahl an verkehrenden vollen Transportfahrzeugen 16-19, der Materialtransfermenge Δ usw. In diesen Fällen kann das zweite Versendesignal detaillierte Informationen betreffend den anderen Ort umfassen (z. B. Stapelort, Fahrstrecke, Fahrzeit usw.). Es ist darauf hinzuweisen, dass das erste und das zweite Versendesignal manuell vom Bediener der Anlage 20 generiert werden können.
-
Gewerbliche Anwendbarkeit
-
Das offenbarte Bedienungssystem kann mit einer Kaltfräse eingesetzt werden, bei der das Erzielen eines durchgehenden Fräsbetriebs durch die Reduzierung der Wartezeiten auf die Transportfahrzeuge wichtig ist. Das offenbarte Bedienungssystem kann die Materialtransfermenge in das Transportfahrzeug und die Position der Kaltfräse ermitteln und diese Informationen einer Versandanlage mitteilen, die mit der Anlage assoziiert ist, in der die Versendesignale für Transportfahrzeuge manuell oder automatisch generiert werden können. Ein mit der Anlage assoziiertes Steuergerät kann Versendesignale basierend auf den von der Kaltfräse empfangenen Daten generieren, um die rechtzeitige Ankunft einer gewünschten Zahl an Transportfahrzeugen zu gewährleisten und den durchgehenden Fräsbetrieb der Kaltfräse zu unterstützen. Das mit der Anlage assoziierte Steuergerät kann die Entfernung und Fahrzeit zwischen der Anlage und der Kaltfräse sowie die Zahl der gewünschten Transportfahrzeuge ermitteln und Versendesignale basierend auf diesen Informationen generieren. Ein mit der Kaltfräse assoziiertes Steuergerät kann einen Material-ID ermitteln, der mit dem in das Transportfahrzeug transferierten Material verknüpft ist, und der Anlage den Material-ID mitteilen. Die Anlage kann Versendesignale generieren, die dem Transportfahrzeug eine Position für die Lieferung des Materials basierend auf dem Material-ID angeben. Im Folgenden wird die Funktionsweise des Bedienungssystems 68 erläutert.
-
Während des Betriebs der Kaltfräse 10 kann Material von der Oberfläche 14 mittels der Frästrommel 42 entfernt werden, während die Kaltfräse 10 mittels der Antriebsvorrichtungen 40 über die Oberfläche 14 gefahren wird. Das gefräste Material kann durch das Fördersystem 48 in das Transportfahrzeug 16 geladen werden, während das leere Transportfahrzeug 18 in einer Ruheposition wartet. Das Transportfahrzeug 19 kann sich anfänglich an der Anlage 20 oder an einem anderen Ort befinden und auf das Versendesignal von der Versandanlage 21 warten.
-
Wenn gefrästes Material in das Transportfahrzeug 16 geladen wird, kann das Steuergerät 57 der Kaltfräse 10 Daten betreffend mindestens einen Betriebsparameter der Kaltfräse und das von der Kaltfräse 10 in das Transportfahrzeug 16 transferierte Material generieren. Beispielsweise kann das Steuergerät Signale von Sensoren 70 empfangen, die eine Menge des gefrästen Materials auf dem Fördersystem 48 und/oder dessen, das in das Transportfahrzeug 16 transferiert wird, angeben. Das Steuergerät 57 kann auch oder alternativ Signale von einem oder mehreren Sensoren 76-80 empfangen, die die Geschwindigkeit der Frästrommel 42, die Tiefe der Frästrommel 42 und die Fahrgeschwindigkeit der Kaltfräse 10 angeben. Basierend auf den Signalen von einem oder mehreren der Sensoren 70 und 76-80 kann das Steuergerät 57 die Materialtransfermenge Δ (z. B. den Massenstrom ṁ, den Volumenstrom V̇ usw.) in das Transportfahrzeug 16 ermitteln. Basierend auf der Materialtransfermenge kann das Steuergerät 57 dann zusätzliche Daten ermitteln wie das Gesamtgewicht Wm des gefrästen Materials, den Füllstand Σ des Transportfahrzeugs 16 und die Restzeit TF bis zur vollständigen Füllung des Transportfahrzeugs 16.
-
Das Steuergerät 57 kann während des Fräsbetriebs auch Daten betreffend die Position der Kaltfräse basierend auf von der Positionsbestimmungsvorrichtung 72 empfangenen Signalen generieren. Die Positionsdaten können die geografische Position der Kaltfräse 10 und/oder die Streckenrichtung der Kaltfräse 10 umfassen, die herangezogen werden können, um weitere Daten zu generieren. Das Steuergerät 57 kann beispielsweise basierend auf der Position der Kaltfräse 10 einen Material-ID des gefrästen Materials ermitteln, das in das Transportfahrzeug 16 geladen wird. Bekannte Positionen unterschiedlicher Materialtypen können im Speicher des Steuergeräts 57 gespeichert oder vom Steuergerät 57 über die Positionsbestimmungsvorrichtung 72 und/oder die Kommunikationsvorrichtung 74 empfangen werden. Das Steuergerät 57 kann den Material-ID basierend auf diesen Informationen mit dem gefrästen Material verknüpfen.
-
Das Steuergerät 57 kann basierend auf den Positionsdaten und/oder den von den Sensoren 70 und 76-80 empfangenen Informationen die Menge an Material ermitteln, die noch gefräst werden muss. Beispielsweise kann das Steuergerät 57 basierend auf den Signalen der Positionsbestimmungsvorrichtung 72 die Position der Kaltfräse 10 während des Fräsbetriebs erfassen und einen Bereich der Baustelle 12 ermitteln, der bereits gefräst wurde. Basierend auf bekannten geografischen Informationen betreffend die Baustelle 12 kann das Steuergerät 57 dann den gefrästen Bereich und die bekannten Informationen betreffend die Baustelle 12 vergleichen, um einen Unterschied zwischen diesen als Bereich, der noch gefräst werden muss, zu ermitteln. Alternativ kann das Steuergerät 57 kontinuierlich ermitteln und erfassen, wie viel Material gefräst wurde, beispielsweise das Gesamtgewicht Wm des gefrästen Materials, und diese Menge mit bekannten Fräsbetriebsparametern vergleichen (z. B. Sollgewicht, Sollvolumen, Sollmasse usw.).
-
Das Steuergerät 57 kann dann der Anlage 20 die generierten Daten über die Kommunikationsvorrichtungen 74 und 27 übermitteln. Nach dem Empfang der Daten über die Kommunikationsvorrichtung 27 können die Bediener der Anlage 20 und/oder das Steuergerät 32 der Anlage 20 die Daten analysieren und Versendesignale (z. B. erste und zweite Versendesignale) für die Transportfahrzeuge 16-19 generieren. In einem Beispiel kann ein Bediener der Anlage 20 die Daten über die Anzeige 34 in Echtzeit sehen und ermitteln, wann zusätzliche Transportfahrzeuge zur Baustelle 12 gesendet werden müssen. Der Bediener kann auch die Daten sehen und ermitteln, wann Versendesignale beispielsweise an das Transportfahrzeug 16 für dessen Rückkehr von der Kaltfräse 10 zur Anlage 20 gesendet werden müssen.
-
In einem weiteren Beispiel kann das Steuergerät 32 die Daten über die Kommunikationsvorrichtung 27 von der Kaltfräse 10 empfangen und basierend auf den Daten automatisch Versendesignale für die Transportfahrzeuge 16-19 generieren. Beispielweise kann das Steuergerät 32 die Materialtransfermenge Δ von der Kaltfräse 10 empfangen und eine Menge ermitteln, bei deren Erreichen das Material von der Baustelle 12 abtransportiert wird (z. B. eine Zahl an Transportfahrzeugen pro Zeiteinheit, eine Menge an Material pro Zeiteinheit usw.). Das Steuergerät 32 kann auch eine Entfernung und Fahrzeit zwischen der Anlage 20 und der Kaltfräse 10 basierend auf den von der Kaltfräse 10 empfangenen Positionsdaten ermitteln. Basierend auf diesen Informationen kann das Steuergerät 32 in der Lage sein zu ermitteln, wie schnell das Material von der Baustelle 12 abtransportiert wird und wie schnell Ersatztransportfahrzeuge zur Baustelle 12 entsendet werden sollten, um den durchgehenden Fräsbetrieb zu erlauben.
-
Beispielsweise kann das Steuergerät 32 ermitteln, wann zusätzliche Transportfahrzeuge zur Baustelle 12 entsendet werden müssen, um der Häufigkeit gerecht zu werden, in der das gefräste Material von der Baustelle 12 abtransportiert wird. Das bedeutet, dass das Steuergerät 32 beim Abtransport einer Materialmenge oder wenn ein jedes oder eine Reihe von Transportfahrzeugen die Baustelle 12 verlässt, leere Transportfahrzeuge entsenden kann, um das/die volle(n) Transportfahrzeug(e) zu ersetzen, sodass die Gesamtzahl an Transportfahrzeugen auf der Baustelle 12 innerhalb eines konstanten oder gewünschten Wertebereichs bleibt. Unter einigen Umständen kann das Steuergerät 32 die Fahrzeit von der Anlage 20 zur Kaltfräse 10 ermitteln, um beispielsweise zu gewährleisten, dass das Transportfahrzeug 19 an der Baustelle 12 ankommen kann, bevor die Restzeit TF bis zur vollständigen Füllung des Transportfahrzeugs 16 abläuft. Da die Kaltfräse 10 über die Oberfläche 14 oder zu anderen Orten auf der Baustelle 12 fährt, kann sich die Entfernung zwischen der Kaltfräse 10 und der Anlage 20 kontinuierlich ändern. Dafür kann das Steuergerät 32 kontinuierlich die Entfernung und die Fahrzeit ermitteln, um die rechtzeitige Ankunft von Transportfahrzeugen 16-19 zu gewährleisten und die Wartezeit der Kaltfräse 10 auf die Ankunft eines leeren Transportfahrzeugs auf ein Mindestmaß zu reduzieren.
-
Basierend auf der Entfernung und der Fahrzeit kann das Steuergerät 32 dann eine Fahrstrecke zwischen der Anlage 20 und der Kaltfräse 10 auswählen, die einem Transportfahrzeug erlaubt, innerhalb des gewünschten Zeitlimits an der Kaltfräse 10 anzukommen. Basierend auf den von der Kaltfräse 10 empfangenen Positionsinformationen und den über die Positionsbestimmungsvorrichtung 28 und/oder die Kommunikationsvorrichtung 27 empfangenen Informationen kann das Steuergerät die Fahrstrecke auswählen. Die von der Positionsbestimmungsvorrichtung 28 und/oder der Kommunikationsvorrichtung empfangenen Informationen können bekannte geografische und die Straße betreffende Informationen sowie Angaben zum gegenwärtigen Verkehr (z. B. Staubereiche, gesperrte Straßen, Umleitungen, Fahrverbote usw.) umfassen. Derartige Informationen können auch oder alternativ im Speicher des Steuergeräts 32 gespeichert und bei der Ermittlung der gewünschten Fahrstrecke abgerufen werden. Auf diese Weise können Unterbrechungen des Fräsbetriebs durch verkehrsbedingte Verspätungen vermieden werden.
-
Das Steuergerät 32 kann ein Positionssignal von einem jeden der Transportfahrzeuge 16-19 empfangen und deren Positionen während des Fräsbetriebs erfassen. Basierend auf den Positionssignalen kann das Steuergerät 32 ermitteln, wie viele Transportfahrzeuge sich zu einem beliebigen Zeitpunkt auf der Baustelle 12 und an der Anlage 20 befinden (und unterwegs sind). Basierend auf den Daten von der Kaltfräse 10 (z. B. Materialtransfermenge Δ und/oder Restzeit TF bis zur vollständigen Füllung des Transportfahrzeugs 16 und/oder Entfernung und Fahrzeit zwischen Anlage 20 und Kaltfräse 10 und/oder Streckenrichtung der Kaltfräse 10) kann das Steuergerät 32 eine gewünschte Zahl an Transportfahrzeugen ermitteln, die auf der Baustelle 12 zu platzieren sind, um einen durchgehenden Fräsbetrieb zu erlauben, und die gewünschte Zahl mit der Zahl der Transportfahrzeuge vergleichen, die sich gegenwärtig auf der Baustelle 12 befmden. Wenn die gewünschte Zahl größer ist als die aktuelle Zahl, kann das Steuergerät 32 die Häufigkeit, mit der leere Transportfahrzeuge zur Baustelle 12 entsendet werden, erhöhen. Wenn die gewünschte Zahl geringer ist als die aktuelle Zahl, kann das Steuergerät 32 die Häufigkeit, mit der Transportfahrzeuge zur Baustelle 12 entsendet werden, reduzieren und manchmal ein oder mehrere Transportfahrzeuge zur Anlage 20 zurückbeordern.
-
Basierend auf den von der Kaltfräse 10 empfangenen Daten (z. B. Materialtransfermenge, Menge an noch zu fräsendem Material, Position der Kaltfräse) und sonstigen, vom Steuergerät 32 ermittelten Informationen (z. B. Fahrentfernung und Fahrzeit zwischen Anlage 20 und Kaltfräse 10, gewünschte Fahrstrecke, gewünschte Zahl an Transportfahrzeugen, Häufigkeit, mit der mehr Transportfahrzeuge entsendet werden sollen usw.) kann das Steuergerät 32 automatisch erste Versendesignale generieren, die eine Aufforderung für ein oder mehrere Transportfahrzeuge 16-19 angeben, zur Kaltfräse 10 zu fahren. Auf diese Weise können sich die Bediener der Anlage 20 auf zusätzliche oder andere Aufgaben konzentrieren, während erste Versendesignale basierend auf von der Kaltfräse 10 empfangenen Echtzeitdaten generiert werden.
-
Wenn ein oder mehrere Transportfahrzeuge 16-19 vollständig gefüllt sind und zur Anlage 20 zurückkehren, kann das Steuergerät 32 zweite Versendesignale generieren, die den Transportfahrzeugen 16-19 eine Position für die Lieferung des von der Kaltfräse 10 empfangenen gefrästen Materials angeben. Das Steuergerät 32 kann beispielsweise die zweiten Versendesignale basierend auf dem mit dem von der Kaltfräse 10 entfernten gefrästen Material verknüpften Material-ID generieren. Der Material-ID kann Aufschluss über die Art des von der Oberfläche 14 entfernten Materialtyps geben und kann auch einem bestimmten Ort für die Lagerung an der Anlage 20 entsprechen. Auf diese Weise müssen Bediener und Steuergerät 32 der Anlage 20 nicht darauf warten, dass die Transportfahrzeuge 16-19 zur Anlage 20 zurückkehren, bevor sie entscheiden, wo das gefräste Material gelagert werden soll. Indem ermittelt wird, wohin das zurückkehrende Transportfahrzeug gesendet werden soll, während dieses noch unterwegs ist, kann dem Transportfahrzeug erlaubt werden, direkt zu dieser Position zu fahren, ohne dass das Material inspiziert oder auf sonst eine Weise geprüft werden muss. Das kann Zeit- und Arbeitsaufwand seitens der Bediener für die Ermittlung des Inhalts eines jeden Transportfahrzeugs 16-19 und die Entscheidung, wo das Material gelagert werden soll, reduzieren. Wenn die Anlage 20 zudem nicht mehr in der Lage ist, zusätzliches Material mit einem speziellen ID-Code zu lagern, kann das zweite Versendesignal übermittelt werden, während die Transportfahrzeuge 16-19 noch unterwegs sind, wodurch sie je nach Wunsch zu einem anderen Ort fahren können.
-
Mit dem offenbarten Bedienungssystem können mehrere Vorteile verknüpft werden. Zum Beispiel kann das Steuergerät 57 Daten in Bezug auf den Betrieb der Kaltfräse 10 und das gefräste Material generieren, und diese Informationen können der Anlage 20 in Echtzeit übermittelt und von Bedienern und dem Steuergerät 32 beim Generieren von Versendesignalen für die Transportfahrzeuge 16-19 genutzt werden. Die Daten können Informationen zur Materialtransfermenge und der Position umfassen, wodurch das Steuergerät 32 in der Lage sein kann, Versendesignale zu generieren, um sicherzustellen, dass die gewünschte Zahl an Transportfahrzeugen in der Nähe der Kaltfräse 10 auf der Baustelle 12 verfügbar ist, wodurch Unterbrechungen des Fräsbetriebs vermieden oder auf ein Mindestmaß reduziert werden können. Da das Steuergerät 57 zudem den Material-ID ermitteln und der Anlage 20 übermitteln kann, können Versendesignale für die zur Anlage 20 zurückkehrenden Transportfahrzeuge generiert werden, mittels derer diesen ein Ort mitgeteilt wird, der das gefräste Material aufnehmen kann, wodurch Verwirrungen und verschwendete Fahrzeit reduziert werden. Da das Steuergerät 32 zudem die Versendesignale automatisch generieren kann, können die Bediener der Anlage 20 in der Anlage sein, sich effizient auf mehr oder andere Aufgaben zu konzentrieren.
-
Für Fachleute auf dem Gebiet ist es offensichtlich, dass verschiedene Veränderungen und Varianten am offenbarten Bedienungssystem vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang der Offenbarung abzuweichen. Andere Ausführungsformen des Bedienungssystems werden für Fachleute auf dem Gebiet aus der Betrachtung der Beschreibung und Praxis des hier offenbarten Bedienungssystems ersichtlich. Die Beschreibung und Beispiele dienen lediglich als Beispiele, wobei der wahre Schutzumfang der Offenbarung durch die folgenden Patentansprüche und deren Äquivalente angegeben ist.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- US 2008/0216021 A1 [0005]