DE3535362C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Hoehenregulierung einer Nivellierungsbohle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Mit einem derartigen Verfahren können körnige und asphalt- oder zementgebundene Straßenbaumaterialien mit verschie­ dener Fließfähigkeit in der gewünschten Dicke aufgetragen werden. Dabei wird die Schichtdicke im wesentlichen durch den Anstellwinkel der Bohle zum Einbaugrund und ihre Fahr­ geschwindigkeit, in Verbindung mit dem Fließ- und Verdich­ tungsverhalten des Einbaumaterials, bestimmt. Durch die in der US 40 26 658 beschriebenen Straßenbaumaschine ist be­ kannt, das Arbeitsergebnis während des Arbeitsvorganges durch geeignete Meßgeräte zu überwachen und die Höhe der Bohle notfalls entsprechend zu regulieren. Beim Still­ stand der Maschine wird diese vertikale Beweglichkeit der schwimmenden Aufhängung nach unten verriegelt derart, daß die Bohle nicht unter die vorgegebene Höhenlage absinken kann. Dies ist vor allem wichtig, wenn während eines Ar­ beitsweges vorübergehend ein Halt notwendig wird, bei­ spielsweise durch Stockung beim Materialnachschub. Bei dem bekannten Verfahren wird bei erneutem Fahrbeginn die Höhenblockade aufgehoben, die Bohle liegt auf dem Einbau­ material wieder schwimmend auf. Dabei gelangt sie zunächst auf Einbaumaterial, das unmittelbar vor dem Unterbrechen der Arbeitsfahrt noch vor die Bohle gebracht wurde. Je nach Material und Stillstandszeit kann sich dabei die Fließfähigkeit durch Abkühlen so geändert haben, daß bei erneut beginnender Vorwärtsbewegung der Bohle diese einem erhöhten Stauwiderstand begegnet und angehoben wird. Er­ reicht sie bei der weiteren Fahrbewegung Einbaumaterial mit Normaltemperatur und -fließfähigkeit schwimmt sie wieder auf die Normalhöhe ein. Der im Anfahrbereich ent­ standene Schichtdickenunterschied zeichnet sich deutlich ab und muß durch aufwendige Nacharbeit ausge­ glichen werden.

Es wurde bereits versucht, Höhenfelder beim Anfahren durch manuell einzuleitende Steuerbewegungen der Bohlenhöhenver­ stellung zu vermeiden. Dies hat sich als schwierig und we­ nig erfolgversprechend herausgestellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren der eingangs geschilderten Art zu schaffen, das selbsttätig Anfahrhöhenfehler weitgehend vermeidet.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Die in ihren Höhenbewegungen in beiden Richtungen blockier­ te Bohle bildet während des Anfahrens mit ihren Aufhänge­ organen an der Straßenbaumaschine ein starres System mit fixierter Bohlenstellung. Auch bei erhöhtem Stauwiderstand kann die Bohle sich nicht nach oben bewegen. Das starre System gestattet ihr auch, den erhöhten Stauwiderstand zu überwinden, d. h. überstehendes Material abzustreifen. Eben­ so selbsttätig, wie die Blockade bei Fahrtbeginn auftritt, wird sie nach Ablauf der vorgegebenen Zeitspanne aufgehoben, d. h. die Bohle wieder in die schwimmende Lage gebracht. Die Wahl der Zeitspanne ergibt sich aus den jeweiligen Arbeits­ bedingungen, d. h. der bei Fahrtabbruch voraussichtlich mit Material vor der Bohle bedeckten Wegstrecke und der Anfahr­ beschleunigung und Geschwindigkeit der Straßenbaumaschine. Diese Größen ergeben sich aus der Bauart der Straßenbauma­ schine und der Bohle, gegebenenfalls aus dem verwendeten Straßenbaumaterial. Es bietet somit keine Schwierigkeiten eine Zeitspanne zu wählen, die eine weitgehend gleichmä­ ßige Schichtdicke auch bei Zwischenstopp in der Arbeits­ bewegung gewährleistet.

Bei einem Verfahren, bei dem die Höhenlage der Bohle mit einer Höhennivelliereinrichtung entsprechend einer Refe­ renzlinie während des Arbeitsvorganges geregelt wird, kann durch das Merkmal des Anspruches 2 sichergestellt werden, daß während des Anfahrtsvorganges keine Nivellie­ rungsbewegungen, weder nach oben noch nach unten, erfol­ gen. Die Nivellierungseinrichtung wird somit nicht durch die erhöhten Stauwiderstände belastet, sondern gehört viel­ mehr zum starren System.

Das Merkmal des Anspruches 3 sichert die exakte Nivellie­ rungs- und Verdichtungsarbeit der Bohle nach Ablauf der gewählten Zeitspanne. Es gibt zwischen der starren Höhen­ einstellung und der regulierbaren, schwimmenden Auflage keinen Übergangsbereich, in dem bewegliche Organe auf noch blockierte einwirken.

Die Erfindung schafft auch eine Vorrichtung zur Durchfüh­ rung des Verfahrens für eine Nivellierungs- und Verdich­ tungsbohle, die einerseits mit den Auslegern an der Stra­ ßenbaumaschine angelenkt ist, auf welche Nivellierungszy­ linder zur Winkel- und Höhenverstellung einwirken, und die zur schwimmenden Lagerung mittels Hubzylindern aufge­ hängt ist, die für die schwimmend aufliegende Arbeitsstel­ lung über ein Leitungs- und Ventilsystem sowohl an der Hub- als auch an der Druckseite offenzuhalten sind. Die erfindungsgemäße Höhenblockierung der Bohle im Anfahrts­ zeitraum wird nach dem Merkmal des Anspruches 4 über ein vom Schalter für den Fahrantrieb beaufschlagbares Steuer­ glied bewirkt, das mittels Ventilen die Zu- und die Ab­ laufleitungen der Hubzylinder sperrt und diese damit still­ setzt. Die Schwimmstellung schaltet ein Zeitglied nach Ablauf der gewählten Zeitspanne.

Das Merkmal des Anspruches 5 ermöglicht die Durchführung des Verfahrens nach dem Merkmal des Anspruches 3. Nivel­ lierungseinrichtung und Hubzylinder bilden während der gewählten Zeitspanne einen starren höhenfixierten Ver­ band und nehmen anschließend gleichzeitig ihre normale Arbeitsbeweglichkeit an.

Das Merkmal des Anspruches 6 spricht eine vorteilhafte Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen Vorrichtung an. Das Druckbegrenzungsventil verhindert Schäden an den Hub­ zylindern und/oder der Bohle in Extremfällen, d. h. wenn bei besonders langem Stillstand das Einbaumaterial ver­ härtet und/oder anormal hoch aufgeschüttet sein sollte.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vor­ richtung anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Straßenbaumaschine mit an­ gehängter Nivellierungs- und Ver­ dichtungsbohle während eines Arbeitsvorganges und

Fig. 2 ein elektrisches und hydrauli­ sches Schaltschema einer Blockie­ rungseinrichtung.

An eine als Ganzes mit 1 bezeichnete Straßenbaumaschine ist eine Nivellierungs- und Verdichtungsbohle 2 angehängt. Die Verbindung zwischen der Bohle 2 und der Baumaschine 1 stellen Ausleger 3 her, die jeweils mit ihrem freien Ende seitlich an der Straßenbaumaschine an einem Anhängepunkt 4 befestigt sind. Die Anhängepunkte 4 sind jeweils mit­ tels Nivellierungszylindern 5 im Sinne des Doppelpfeiles A höhenverstellbar. Am hinteren Ende der Straßenbauma­ schine 1 sind ferner in der Nähe der Bohle 2 an den Aus­ legern 3 angreifende Hubzylinder 6 angeordnet. Die Hubzylin­ der 6 sind doppelt wirkend.

Bei einem Arbeitsvorgang bewegt sich die Straßenbauma­ schine 1, nach Betätigen eines Fahrschalters 7, in der durch den Pfeil F angedeuteten Fahrtrichtung. Dabei wird in Fahrtrichtung vor die Bohle Straßenbaumaterial 8 ge­ bracht, aus dem die Bohle durch Abstreifen und Verdich­ ten eine Schicht 9 erwünschter Dicke formt. Die Bohle be­ wegt sich dabei auf dem Straßenbaumaterial 8 schwimmend aufliegend, gehalten von den in beiden Richtungen offenen Hubzylindern 6, d. h. bei freier Kolbenbewegung nach oben und unten.

Die erwünschte Schichtdicke wird von einer in der Nähe der Bohle 2 an der Straßenbaumaschine angeordneten Meßeinrich­ tung 10 überwacht, welche die Höhenlage der Bohle mit ei­ ner vorgegebenen Referenzlinie 11 vergleicht. Bei Abwei­ chung beaufschlagt die Meßeinrichtung die Nivellierungs­ zylinder 5. Diese verstellen ihrerseits die Anhängepunkte 4 nach oben oder unten. Dadurch ändert sich über die Aus­ leger 3 der Anstellwinkel der Bohle 2.

Bei Unterbrechung der Fahrt der Straßenbaumaschine, d. h. bei Abschalten des Fahrschalters 7, wird die Absenkbewe­ gung der Bohle durch eine entsprechende Blockade der Hub­ zylinder 6 verhindert.

Ein als Ganzes mit 12 bezeichnetes hydraulisches Leitungs- und Ventilsystem sowie dessen elektrischen Steuerkreis 13 zeigt schematisiert Fig. 2. Von einer Hydraulikanlage 14 werden die Hubzylinder 6 über ein Vier/Dreiwegeventil 15, eine Hubleitung 16 und eine Absenkleitung 17 ver­ bunden. In der Hubleitung 16 ist ein Rückschlagventil 18 angeordnet und parallel dazu ein Zwei/Zweiwegeventil 19 angeschlossen. In der Absenkleitung 17 ist ein Rückschlag­ ventil 20 und parallel dazu ein Zwei/Zweiwegeventil 21 angeschlossen. Außerdem zweigt von der Absenkleitung 17 zwischen den Ventilen und den Hubkolben 6 eine Abführlei­ tung 22 ab, die zu einem Druckbegrenzungsventil 23 führt.

Der elektrische Steuerkreis 13 ist vom Fahrschalter 7 her beaufschlagbar. Bei Betätigung des Fahrschalters 7 wird einerseits eine Impulsleitung 24 für den Fahrantrieb ge­ schaltet. Andererseits werden über ein Steuerglied 25 die Ventile betätigt. Außerdem wird ein Zeitglied 26 beauf­ schlagt.

Die Wirkungsweise des geschilderten hydraulischen Lei­ tungs- und Ventilsystems sowie des zugehörigen elektri­ schen Steuerkreises wird nachstehend erläutert.

Fig. 2 stellt die Ruhestellung dar, d. h. der Fahrschal­ ter 7 ist nicht geschlossen, die Straßenbaumaschine steht. In dieser Stellung ist das Zwei/Zweiwegeventil 19 in der Hubleitung 16 geschlossen. Ein Rücklauf der Hydraulikflüs­ sigkeit aus der Kolbenstangenseite des Zylinders zur Hy­ draulikanlage ist nicht möglich, d. h. die Absenkbewegung der Kolben und damit eine Lageänderung der Bohle nach un­ ten ist blockiert. Das Zwei/Zweiwegeventil 21 in der Ab­ senkleitung 17 ist offen.

Bei Arbeitsbeginn wird der Fahrschalter 7 in seine Schließ­ stellung gebracht. Über die Impulsleitung 24 setzt er den Fahrantrieb in Bewegung. Gleichzeitig schaltet er das Steuerglied 25 ein. Dieses schaltet seinerseits das Zwei/ Zweiwegeventil 21 in der Absenkleitung 17 in die Sperr­ stellung. Damit sind die Hubzylinder 6 in beiden Bewe­ gungsrichtungen blockiert und damit die Bohle 2. Gleich­ zeitig mit diesen Schaltvorgängen wurde über eine Impuls­ leitung 27 eine nicht gezeigte Nivellierungseinrichtung blockiert, welche die Stellbewegungen der Nivellierungs­ zylinder 5 steuert. Alle Lagenänderungen der Bohle 2 sind damit während des Anfahrens ausgeschaltet. Gleichzeitig mit dem Schalten des Fahrschalters wurde das Zeitglied 26 beaufschlagt. Nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne schaltet das Zeitglied 26 im elektrischen Steuerkreis 13 um dergestalt, daß sowohl das Zwei/Zweiwegeventil 19 als auch das Zwei/Zweiwegeventil 21 auf freien Durchgang ge­ schaltet werden. Damit werden die Hubzylinder 6 in bei­ den Bewegungsrichtungen freigegeben, die Bohle wird schwimmend gehalten. Gleichzeitig wird die Blockade der Nivellierungszylinder über die Impulsleitung 27 aufgeho­ ben.

Die geschilderten Schaltvorgänge gewährleisten, daß wäh­ rend einer bestimmten Anfahrtszeit der Straßenbaumaschi­ ne die Bohle zusammen mit den Auslegern 3 und den Hubzy­ lindern 6 ein starr mit der Straßenbaumaschine 1 verbun­ denes System bildet, das keine Höhenänderungen erlaubt. Die Bohle kann also nicht zwangsweise durch Straßenbau­ material angehoben werden, das zeitlich vor dem Still­ stand der Straßenbaumaschine vor die Bohle gelangt ist und während des Stillstandes durch Abkühlung an Fließ­ fähigkeit eingebüßt hat. Ein Höhenfehler in der Schicht 9 wird damit vermieden. Die anschließende gleichzeitige Freigabe der Nivellierungseinrichtung und der Hubzylinder­ bewegung bewirkt den nahtlosen Übergang zum normalen Ar­ beitsvorgang.

Das wesentliche dieser Erfindung ist, daß die Höhenbewegung der Bohle während eines bestimmten Anfahrtszeitabschnittes automa­ tisch blockiert und anschließend selbsttätig wieder voll­ kommen freigegeben wird. Die Art und Weise dieser Blok­ kierung und ihrer Steuerung hängt wesentlich von der Bau­ form der Bohlenan- und -aufhängung und deren Betätigungs- und Steuereinrichtungen ab.

Claims (6)

1. Verfahren zur Höhenregulierung einer Nivellierungs- und Verdichtungsbohle einer fahrbaren Straßenbaumaschine, welche Verdichtungsbohle während eines Arbeitsvorganges über eine in einem Fließzustand befindliche Schicht von Straßenbaumaterial schwimmend aufliegend bewegt und beim Abschalten des Fahrantriebes gegen Absenken blockiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einschalten des Fahrantriebes zusätzlich das Anheben der Bohle blockiert und die Blockade nach oben und unten nach einer vorgegebenen Zeitspanne aufgehoben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Höhenlage der Bohle mittels einer Höhennivellierungseinrichtung entspre­ chend einer Referenzlinie geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhennivellierungs­ einrichtung erst nach einem bestimmten Zeitabstand nach Einschalten des Fahrantriebes eingeschaltet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Höhennivellierungs­ einrichtung und die Aufhängung für die schwimmende Aufla­ ge der Bohle gleichzeitig, d. h. im gleichen Zeitabstand nach dem Einschalten des Fahrantriebes, entsperrt werden.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer einen Fahrschalter aufweisenden Straßenbaumaschine, einer an diese mittels Auslegern und Hubzylindern angehängten Nivellierungs- und Verdichtungs­ bohle, mit den Auslegern zur Winkel- und Höhenverstellung zugeordneten Nivellierungszylindern für die Bohle, und mit einem Leitungs- und Ventilsystem für die Hubzylinder, das für die schwimmend aufliegende Arbeitsstellung die Hub- und die Absenkseite der Hubzylinder offenhält, und beim Abschalten des Fahrantriebs die Absenkseite der Hub­ zylinder blockiert, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Leitungs- und Ventilsystem (12) ein vom Fahrschalter (7) beaufschlagbares Steuer­ glied (25) aufweist, das beim Einschalten des Fahrschal­ ters (7) die Hub- und die Absenkleitung der Hubzylinder (6) mittels Ventilen (19 und 21) sperrt und über ein Zeitglied (26) nach Ablauf einer gewählten Zeitspanne das Leitungs- und Ventilsystem (12) in die Schwimmstel­ lung für die Hubzylinder (6) schaltet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Zeitglied (26) nach Ablauf der Blockierungszeit für die Hubzylinder (6) zu­ sätzlich die Steuerung für die Nivellierungszylinder (5) einschaltet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungs- und Ven­ tilsystem (12) in dem das Anheben der Bohle blockierenden Bereich ein einstellbares Druckbegrenzungsventil (23) aufweist.