DE3645039C2 - Vorrichtung zur Lageregelung einer an einem Fahrzeug zu befestigenden Planierschaufel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Lageregelung einer an einem Fahrzeug zu befestigenden Planierschaufel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Beim Verlegen von Pflaster muß nach dem Verdichten des Bodens eine ebene (Sand-)Fläche geschaffen werden (Planum), auf der dann die Pflastersteine verlegt werden können. Dies geschieht heutzutage im allgemeinen von Hand, wobei die Planierkosten mehr als die Hälfte der Gesamtkosten für das Pflaster ausmachen.

Eine Vereinfachung derartiger Planiervorgänge wird in der Praxis durch den Einsatz von Fahrzeugen, die mit Planier­ schaufeln ausgerüstet sind, erreicht. Aus der DE-AS 1 814 391 ist eine Baggerschaufel bekannt, die in einer mög­ lichen Betriebsstellung als Planierschild dient. Dabei sind jedoch keine Mittel zur Steuerung der Planierebene vorge­ sehen, um ein genaues Planieren zu ermöglichen.

Aus der DE-GM 68 05 888 ist ein Spezialfahrzeug mit einem fest angebauten Planierblech bekannt, mit dem über Laser­ strahlen gesteuert Flächen exakt planiert werden können, so daß nach dem maschinellen Planieren direkt das Pflaster oder dergleichen verlegt werden kann. Diese Spezial­ maschinen sind aber aufgrund ihrer Größe kostenaufwendig und nur bei großflächigen Bauvorhaben, z. B. im Flughafenbau oder dergleichen, sinnvoll einsetzbar.

Ausgehend vom obengenannten Stand der Technik ist es Auf­ gabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Vor­ richtung zu schaffen, die einfach aufgebaut ist und gleich­ wohl ein korrektes Planieren bzw. Abziehen des Untergrundes ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist die erfindungsgemäße Vor­ richtung die Merkmale des Anspruchs 1 auf. Um die Lage der mit einem Geräteträger verbundenen Planierschaufel relativ zur Umgebung exakt definieren zu können, ist mindestens an einem Seitenteil eine Peilfläche vorgesehen, die mit einem Lasergerät korrespondiert. Die exakte Führung bzw. Ein­ stellung der Planierschaufel wird dabei in einfacher Weise durch das Betätigen von Verstellmitteln erreicht.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Peilfläche mit Fotosensoren ausgerüstet, die mindestens die horizontale Lage eines Laserstrahl­ punktes auf der Peilfläche detektieren. Das Ergebnis dieser Erkennung dient als Ausgangssignal der Fotodetektoren auf vorteilhafte Weise zur selbsttätigen Regelung der ent­ sprechenden Verstellmittel.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung wird die Höhenein­ stellung (mit samt der Neigungseinstellung) der Planier­ schaufel ausschließlich über Neigungszylinder vorgenommen, also Steuereinheiten, die an der Planierschaufel selbst angebracht sind. Auch das Regelgerät ist vorzugsweise im Bereich der Planierschaufel angeordnet, so daß auf diese Weise eine Einheit entsteht, die auch die beim Planieren benötigte automatische Positionierung durchführen kann.

Die so ausgestattete erfindungsgemäße Planierschaufel kann somit problemlos an jedes übliche entsprechend als Mehr­ zweckfahrzeug ausgestattete Baufahrzeug angebracht werden, das dann als ein hochwertiges Planierfahrzeug einsetzbar ist. Dabei kann die Planierschaufel mit einer relativ großen Breite ausgebildet sein, so daß ihre Enden über das Fahrzeug seitlich hervorstehen. Dadurch ist sicher gewähr­ leistet, daß keine Fahrspuren im Planum verbleiben und auch die Laser-Positionierung ohne Hindernisse möglich ist.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. In dieser zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Planierschaufel,

Fig. 2 eine Frontalansicht in Richtung des Pfeiles II aus Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III aus Fig. 1, und

Fig. 4 eine schematisierte Darstellung der Regeleinheit mit Teilansicht der Schaufel.

Die Planierschaufel 10 umfaßt einen Schaufelboden 15, der an den Unterkanten von zwei Schaufelseitenteilen 17, 17′ angeschweißt ist. Der Schaufelboden 15 ist als Hohlkon­ struktion ausgeführt (siehe Fig. 3) und an seiner Vorder­ kante und an seiner Hinterkante mit Abziehkanten 16 bzw. 27 aus Massivmaterial versehen.

Die Seitenteile 17 bzw. 17′ weisen Verlängerungen 18 auf, die nach hinten, über die Hinterkante 16 hinausragen. Die­ se Verlängerungen 18, 18′ dienen dazu, abgezogenes Mate­ rial innerhalb der Planierschaufel 10 zu halten, damit ein bereits bearbeiteter Planum-Streifen nicht mehr zerstört wird.

Die Seitenteile 17, 17′ sind jeweils oben mit einem verti­ kalen Langloch 11 und in der Nähe des Bodens 15 mit einem horizontalen, zum Boden 15 im wesentlichen parallelen Langloch 12 versehen. In den Langlöchern 11 und 12 ist ein Schaufelschild 19 über obere und untere Führungsbolzen 13, 13′ bzw. 14, 14′, die am Schaufelschild 19 von diesem seitwärts hervorstehend angeschweißt sind, gehalten. Durch diese Art der Führung ist gewährleistet, daß der untere Rand 22 des Schaufelschildes 19 beim Verschwenken im we­ sentlichen parallel zum Schaufelboden 15 (und in geringem Abstand zu diesem) geführt ist.

Zum Verschwenken des Schaufelschildes 19 ist dieses an den Seiten an Schwenkarmen 20, 20′ befestigt, die über den Drehpunkt (im wesentlichen in Höhe der Langlöcher 11, 11′) nach oben ragen. Zur Erhöhung der Stabilität ist das Schaufelschild 19 an seinem oberen Ende mit einer Verstei­ fung 21 (Vierkant-Hohlprofil) versehen, das zwischen den beiden Schwenkarmen 20 verläuft und mit diesen verschweißt ist.

Zum Verschwenken des Schaufelschildes 19 sind Schwenkzy­ linder 23, 23′ vorgesehen, die an den Seitenteilen 17, 17′ in der Vertikalebene in Richtung des Pfeiles B (Fig. 3) schwenkbar über Lager 26, 26′ befestigt sind. Die Schubstangen 24, 24′ der Schwenkzylinder 23, 23′ sind mit ihren Anlenkungen 25, 25′ an den oberen Enden der Schwenk­ arme 20, 20′ befestigt. Fährt man nun durch entsprechende Druckmittelbeaufschlagung die Schubstangen 24, 24′ aus, so schwenkt das Schaufelschild 19 nach hinten, in Richtung auf die Hinterkante 16. Werden die Schubstangen 24, 24′ eingefahren, so schwenkt das Schild 19 in Richtung auf die Vorderkante 27. Durch eine derartige Schwenkbewegung kann man den Abziehvorgang mit einer gewissen Schaufelfüllung beginnen (das Schaufelschild 19 ist anfangs nach vorne geschwenkt) und dann, wenn es ein Loch auszufüllen gilt, das Schaufelschild 19 nach hinten verschieben, so daß in der Schaufel, auf dem Boden 15 befindliches Material zum Auffüllen des Loches ausgeworfen wird.

Um die Gesamtanordnung weiter zu versteifen, sind die Sei­ tenteile 17, 17′ an ihren vorderen Seiten, relativ weit oben über eine Strebe 35 verbunden, so daß eine kompakter Rahmen, gebildet aus Seitenteilen 17, 17′, Boden 15 und Strebe 35, gebildet ist.

Zum Anbringen der Planierschaufel 10 an ein Fahrzeug dient ein Geräteträger 31. Dieser Geräteträger 31 ist an den Seitenteilen 17, 17′ schwimmend gelagert, und zwar über Langlöcher 33, 33′ im Geräteträger 31 und Bolzen 32, 32′, die durch die Langlöcher 33, 33′ hindurchstehen und über Köpfe gehalten sind. Die Bolzen 32, 32′ sind über eine Platte 49 mit den Seitenwänden 17, 17′ verbunden. Weiter­ hin sind die Führungsplatten 34, 34′ an den Seitenteilen 17, 17′ von diesen senkrecht hervorstehend angebracht, wo­ bei die Anordnung derart getroffen ist, daß der platten­ förmige Geräteträger 31 zwischen der Platte 49 und den Führungsplatten 34 sitzt und somit verschoben werden kann (schwimmende Lagerung).

Um die Planierschaufel 10 gegenüber dem Gerateträger 31 zu verschieben, sind beidseitig Hydraulikzylinder 28, 28′ vorgesehen, die einerseits über untere Anlenkungen 36, 36′ an unteren Seitenteillagern 37, 37′ befestigt sind, die von den Seitenteilen 17, 17′ nach innen ragen, und ande­ rerseits an oberen Anlenkpunkten 30, 30′ am Geräteträger 31 befestigt sind. Hierbei ist die Anordnung der Anlenkun­ gen 30, 30′ bzw. 36, 36′ derart getroffen, daß die Hydrau­ likzylinder 28, 28′ aufeinander zu geneigt sind. Betätigt man nun die Hydraulikzylinder 28, 28′ derart, daß z. B. die in Fig. 1 rechte Schubstange 29′ ausgefahren wird, während der linke (in Fig. 1 nicht sichtbare) Hydraulikzylinder unverändert bleibt, so senkt sich das Seitenteil 17′ ge­ genüber dem Geräteträger 31 ab, so daß sich ein nach links spitz zulaufender Winkel zwischen der Horizontalen (Gerä­ teträger 31) und der Abziehkante 16 ergibt. Betätigt man beide Hydraulik- bzw. Neigungszylinder 28, 28′ gleichzei­ tig und gleichsinnig, so hebt bzw. senkt sich die Planier­ schaufel 10 gegenüber dem Geräteträger 31. Dadurch ist ei­ ne exakte Steuerung der Anordnung gegenüber dem Geräteträ­ ger 31 möglich, so daß es auf die Exaktheit der Steuerung des betreffenden Fahrzeuges, an dem die Anordnung ange­ bracht ist, nicht so sehr ankommt.

Im folgenden wird anhand von Fig. 4 eine weitere bevor­ zugte Ausführungsform der Erfindung näher beschrieben. Hierbei ist an jeder der Seitenflächen 17 (bzw. 17′) eine Peilfläche 42 angebracht. Auf diese Peilfläche 42 richtet man nun beim Planieren den Strahl eines Lasers, der die Richtung der Planierebene vorgeben soll. Nachdem auf bei­ den Seiten der Planierschaufel 10 derartige Peilflächen 42 vorgesehen sind, ist die Ebene eindeutig bestimmt. Der auf der Peilfläche 42 erscheinende Lichtpunkt des Laserstrahls kann nun beobachtet werden, so daß die Bedienungsperson durch entsprechende Handhabung der Hydraulikkontrollen in der Lage ist, die Planierschaufel in der gewünschten Weise zu führen. Vorzugsweise ist die Peilfläche 42 aber mit photoelektrischen Sensoren derart ausgestattet, daß min­ destens die Vertikallage der Planierschaufel 10 relativ zum Laserstrahl als Signal auf den Signalausgängen 43, 44 der Peilfläche 42 erscheint. Dieses Signal kann dann der Bedienungsperson über Anzeigegeräte 48, 48′ zur Anzeige gebracht werden, so daß eine entsprechende Nachführung über die Steuerung der Hydraulikorgane möglich ist.

Vorzugsweise werden aber die Ausgangssignale der photoemp­ findlichen Empfänger auf der Peilfläche 42 über die Sig­ nalausgänge 43, 44 einer Reglereinheit 45 zugeführt, in der sie miteinander verglichen werden. Der Vergleich er­ folgt derart, daß der Ausgangswert 0 (keine Regelabwei­ chung) dann an den Ausgangsleitungen 46, 47 bzw. 46′, 47′ der Reglereinheit 45 ansteht, wenn sich auf beiden Seiten der Lichtpunkt des Laserstrahls in der Mitte der Peilflä­ che 42 befindet. Bei einer Abweichung - wenn z. B. der La­ serstrahl auf beiden Seiten in die obere Hälfte der Peil­ flächen 42 (42′) wandert, die Planierschaufel 10 also zu tief liegt - steuert die Reglereinheit 45 Ventile 40, 41 (bzw. 40′, 41′) in den Druckmittelleitungen 38, 39 für die Neigungszylinder 28 (28′) derart an, daß die Schaufel 10 gegenüber dem Geräteträger 31 angehoben wird. Bei einer symmetrischen Abweichung (auf der rechten Peilscheibe gleiche Abweichung wie auf der linken Peilscheibe) werden dann beide Neigungszylinder 28, 28′ gleich beaufschlagt. Tritt eine Neigungsabweichung auf, so wird dementsprechend nur einer der Neigungszylinder 28 bzw. 28′ entsprechend angesteuert.

Auf diese Weise ist es möglich, eine exakte, selbsttätige Korrektur bzw. Nachführung der Planierschaufel 10 zu be­ werkstelligen, so daß ein exaktes Planum auch über größere Wegstrecken entsteht. Es ist zwar selbstverständlich auch möglich (und bei einer hier nicht gezeigten weiteren be­ vorzugten Ausführungsform vorgesehen), die Reglereinheit 45 auf die entsprechenden Hydraulikeinheiten des angekop­ pelten Fahrzeuges wirken zu lassen, jedoch ist die in Fig. 4 gezeigte bevorzugte Ausführungsform der Erfindung insofern vorteilhaft, als die Planierschaufel 10 an jedes Gerät ankoppelbar ist und die beschriebene selbsttätige Nachführung zuläßt, ohne daß in die Steuerung des Fahrzeu­ ges, das ggf. auch für andere Zwecke verwendet werden soll, eingegriffen werden muß.

Bei einer weiteren bevorzugten - hier nicht gezeigten - Ausführungsform der Erfindung ist zusätzlich zu dem in Fig. 4 gezeigten Regelkreis noch ein übergeordneter Regel­ kreis vorgesehen, der die Hydraulikeinheiten des Fahrzeu­ ges erfaßt und eine Grob-Regelung vornimmt, während die Fein-Regelung von dem in Fig. 4 gezeigten Regelkreis vor­ genommen wird.

Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, auch klei­ nere oder mittlere Planierarbeiten maschinell, also we­ sentlich kostengünstiger als bisher, auszuführen, weil die erfindungsgemäße Planierschaufel 10 durch ihre Ankoppel­ barkeit an jedes Gerät mit einem hohen Ausnutzungsgrad einsetzbar ist. Die Schaufel kann bei entsprechenden Ab­ messungen separat auf einem Lkw transportiert werden, da am Einsatzort normalerweise ohnehin Radlader, Planierrau­ pen oder dgl. vorhanden sind. Die Schaufel 10 kann sowohl in der "normalen" Art und Weise zum Aufnehmen von Schütt­ gütern verwendet werden und darüber hinaus noch zum Pla­ nieren bzw. Abziehen dienen.

Claims (15)

1. Vorrichtung zur Lageregelung einer an einem Fahrzeug (Raupe, Radlader) zu befestigenden Planierschaufel (10), mit einem schwenkbar an Seitenflächen (17, 17′) gelagerten Schaufelschild (19), das im wesentlichen senkrecht zur Fahrt- bzw. Planierrichtung liegt, und mit einem an dem Schaufelschild (19) angrenzenden Schaufelboden (15), dadurch gekennzeichnet, daß die Planierschaufel (10) schwimmend an einem Geräteträger (31) gelagert ist und daß zum Verkippen der Planierschaufel (10) gegenüber dem Geräteträger (31) sowie zum vertikalen Bewegen der Planierschaufel Verstellmittel vorgesehen sind, die durch mindestens eine an eine Seitenfläche (17, 17′) der Planierschaufel (10) angebrachte Peilfläche (42) nach Richtungsvorgabe durch Laserstrahlen steuerbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder der Seitenflächen (17, 17′) eine Peilfläche (42) ange­ bracht ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Peilflächen (42) mit (Photo-)Sensoren ausgestattet sind, welche mindestens die Horizontale eines Laserstrahl-Punktes auf den Peilflächen (42) detektieren.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalausgänge (43, 44; 43′, 44′) der Peilflächen (42) mit dem Eingang eines Reglers (45) verbunden sind, dessen Ausgangsleitun­ gen (46, 47; 46′, 47′) mit Steuerventilen (40, 41) in steuernder Verbindung stehen, welche Druckmittelleitungen (38, 39) von Neigungszylindern (28, 28′) kontrollieren, wo­ bei der Regler (45) derart ausgebildet ist, daß Abweichun­ gen des Laserstrahlpunktes auf den Peilflächen (42) von einem vorbestimmten Sollwert (Mittelpunkt der Peilflächen (42) durch Betätigung der Neigungszylinder (28, 28′) kom­ pensiert werden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Anzeigemittel (48, 48′) mit den Photosenso­ ren der Peilflächen (42) verbunden sind, welche einer Be­ dienungsperson die Position der Laserstrahlpunkte auf den Peilflächen (42) zur Anzeige bringen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 sowie einem oder mehreren der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaufelschild (19) gegenüber dem Schaufelboden (15) der­ art bewegbar angeordnet ist, daß es gegenüber dem Schau­ felboden (15) in Richtung auf dessen Vorderkante (27) oder Hinterkante (16) hin- und herbewegbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaufelschild (19) über Lager (11 bis 14, 11′ bis 14′) derart gelagert ist, daß bei Bewegung des Schaufel­ schildes (19) dessen Unterkante (22) im wesentlichen pa­ rallel zum Schaufelboden (15), vorzugsweise in geringem Abstand, geführt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lager oben und unten am Schaufelschild (19) ange­ brachte Führungsbolzen (13, 14; 13′, 14′) umfassen, die jeweils in oberen, im wesentlichen vertikalen Langlöchern (11, 11′) und in unteren, zum Schaufelboden (15) im we­ sentlichen parallelen Langlöchern (12, 12′) verschiebbar gehalten sind, wobei sich die Langlöcher (11, 12; 11′, 12′) in den Schaufelseitenteilen (17, 17′) befinden.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (Schwenkzylin­ der 23, 23′) vorgesehen sind, um das Schaufelschild (19) fernbedient zu verschieben.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkzylinder (23, 23′) einerseits an Schwenkar­ men (20, 20′) angelenkt sind, die mit dem Schaufelschild (19) an dessen Rändern verbunden sind und über dessen Schwenkpunkt nach oben ragen, und andererseits an den Schaufelseitenteilen (17, 17′).

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufelseitenteile (17, 17′) über die Hinterkante (16) des Schaufelbodens (15) hinaus verlängert sind.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufelseitenteile (17, 17′) über den Schaufelboden (15) und vorzugsweise zusätz­ lich eine über dem Schaufelboden (15), in der Nähe der oberen Enden der Schaufelseitenteile (17, 17′) angebrachte Querstrebe (35) unter Bildung eines stabilen Rahmens ver­ bunden sind.

13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß Neigungszylinder (28, 28′) einerseits am Geräteträger (31), andererseits an den Sei­ tenteilen (17, 17′) bzw. von diesen hervorstehenden Sei­ tenteillagern (37, 37′) angebracht sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigungszylinder (28, 28′) schräg, vorzugsweise in einem Winkel von 45° zu den Seitenteilen (17, 17′) verlau­ fen (von oben nach unten divergierend).

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, da­ durch gekennzeichnet, daß die Seitenteile (17, 17′) über Führungsmittel (Bolzen 32, vertikales Langloch 33, Füh­ rungsplatten 34) am Geräteträger (31) schwimmend gelagert sind.