EP1425475B1 - Bodenschneidvorrichtung - Google Patents

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EP1425475B1
EP1425475B1 EP02774612A EP02774612A EP1425475B1 EP 1425475 B1 EP1425475 B1 EP 1425475B1 EP 02774612 A EP02774612 A EP 02774612A EP 02774612 A EP02774612 A EP 02774612A EP 1425475 B1 EP1425475 B1 EP 1425475B1
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EP
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cutting
advancing
speed
ground
motor
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EP02774612A
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Michael Steffen
Alfred Rettenweber
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Wacker Construction Equipment AG
Original Assignee
Wacker Construction Equipment AG
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D1/00—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor
    • B28D1/02—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by sawing
    • B28D1/04—Working stone or stone-like materials, e.g. brick, concrete or glass, not provided for elsewhere; Machines, devices, tools therefor by sawing with circular or cylindrical saw-blades or saw-discs
    • B28D1/045—Sawing grooves in walls; sawing stones from rocks; sawing machines movable on the stones to be cut
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C23/00—Auxiliary devices or arrangements for constructing, repairing, reconditioning, or taking-up road or like surfaces
    • E01C23/06—Devices or arrangements for working the finished surface; Devices for repairing or reconditioning the surface of damaged paving; Recycling in place or on the road
    • E01C23/09—Devices or arrangements for working the finished surface; Devices for repairing or reconditioning the surface of damaged paving; Recycling in place or on the road for forming cuts, grooves, or recesses, e.g. for making joints or channels for markings, for cutting-out sections to be removed; for cleaning, treating, or filling cuts, grooves, recesses, or fissures; for trimming paving edges
    • E01C23/0906—Devices or arrangements for working the finished surface; Devices for repairing or reconditioning the surface of damaged paving; Recycling in place or on the road for forming cuts, grooves, or recesses, e.g. for making joints or channels for markings, for cutting-out sections to be removed; for cleaning, treating, or filling cuts, grooves, recesses, or fissures; for trimming paving edges for forming, opening-out, cleaning, drying or heating cuts, grooves, recesses or, excluding forming, cracks, e.g. cleaning by sand-blasting or air-jet ; for trimming paving edges
    • E01C23/0926—Devices or arrangements for working the finished surface; Devices for repairing or reconditioning the surface of damaged paving; Recycling in place or on the road for forming cuts, grooves, or recesses, e.g. for making joints or channels for markings, for cutting-out sections to be removed; for cleaning, treating, or filling cuts, grooves, recesses, or fissures; for trimming paving edges for forming, opening-out, cleaning, drying or heating cuts, grooves, recesses or, excluding forming, cracks, e.g. cleaning by sand-blasting or air-jet ; for trimming paving edges with power-driven tools, e.g. vibrated, percussive cutters
    • E01C23/0933—Devices or arrangements for working the finished surface; Devices for repairing or reconditioning the surface of damaged paving; Recycling in place or on the road for forming cuts, grooves, or recesses, e.g. for making joints or channels for markings, for cutting-out sections to be removed; for cleaning, treating, or filling cuts, grooves, recesses, or fissures; for trimming paving edges for forming, opening-out, cleaning, drying or heating cuts, grooves, recesses or, excluding forming, cracks, e.g. cleaning by sand-blasting or air-jet ; for trimming paving edges with power-driven tools, e.g. vibrated, percussive cutters rotary, e.g. circular-saw joint cutters

Definitions

  • the invention relates to a floor cutting device according to the preamble of claim 1.
  • Such floor cutting devices have long been known as floor sawing machines, cutters or floor cutters and serve for this purpose. Cut up asphalt or concrete floors.
  • the figure shows such a known floor cutting device, which will be explained later in detail.
  • the operator can usually estimate the rotational speed of the cutting shaft only on the basis of the noise development of the cutting motor driving the cutting shaft. This is usually difficult if the operator wears prescribed hearing protection or if there are other noise generators in the immediate vicinity of the work site.
  • the operator With a machine feed, the operator also lacks the valuable feedback on the feed force that he has with manual cutting machines Feed can feel directly by the force applied to the handle.
  • EP-A-0 996 220 describes a floor saw in which the feed rate is adjusted in dependence on the load of the grinding wheels. For this purpose, the current consumption of the cutting motors is measured and the rotational speed of the feed motor adjusted accordingly.
  • the invention has for its object to provide a floor cutting device, with the optimum feed rate can always be ensured.
  • a floor cutting device has a power detection device and a controller coupled to the power detecting means.
  • the power detecting means is for detecting an actual value for the power of the cutting motor.
  • the actual value is supplied to the control device, the actual value with a predetermined, z. B. already compared in the factory during assembly stored target value. Depending on a deviation from the actual and desired value, the control device influences the feed rate.
  • the feed speed is no longer manually - be it by pushing the floor cutter by the operator or by manually adjusting the feed speed - but automatically adjusted by the control device.
  • the power of the main drive motor is the control variable.
  • the cutting motor has a speed control and / or limiting device for holding a predetermined speed whose control activity can be evaluated by the power detecting device for determining the actual value for the power of the cutting motor.
  • control unit setpoint can be set at the factory. In another embodiment of the invention, however, it is possible for the operator to vary the set point due to variable operating parameters, namely, the material of the cuttings to be processed, the performance of the cutting tool, the depth of cut, or the rated speed of the cutting motor.
  • the control device controls an additionally provided for the cutting motor, belonging to the feed device feed motor, which moves the chassis relative to the ground.
  • control device can be switched on or off, so that the operator still has the option to manually push the floor cutting device or to set the feed rate by hand to a value desired by him.
  • the automatic adjustment of the feed speed reduces the risk of incorrect operation, especially by unknowing operators. Furthermore, previously required manual control units can be dispensed with.
  • the automatic control ensures an economically and ecologically favorable operation of the floor cutting device.
  • the single figure shows a serving as a floor cutter joint cutter.
  • the cutting motor 2 is a gasoline engine, the fuel from a Tank 3 refers.
  • the cutting motor 2 drives via a cutting shaft, not shown, serving as a cutting tool cutting disc 4, which saws in a known manner the soil to be processed. In the cutting disc 4, it may be z. B. act a diamond blade.
  • a rear axle with two rear wheels 6 is arranged, of which only one is visible in the figure. Accordingly, at the front end of the chassis 1, a front axle 7 is also arranged with two wheels 8.
  • the feed motor for the rear wheels 6 serving electric motor can, for. B. be powered by the driven by the cutting motor 2 alternator with energy.
  • the operator can move the joint cutter with the aid of a handle 9 over the ground.
  • the operator can change the feed rate as desired, taking into account in particular the effective feed force (as an indication of the resistance that is opposed to the cutting disc 4 during cutting) and the acoustically perceptible engine speed.
  • the control activity can be evaluated by a power detection device for determining the actual value for the performance of the cutting motor.
  • the actual value is supplied to a control device, the actual value with a predetermined, z. B. already compared in the factory during assembly stored target value. Depending on a deviation from the actual and desired value, the control device influences the feed rate.
  • control device it is possible to keep the joint cutter always at the optimum operating point, on the one hand to avoid overloading the cutting disc 4 and the cutting motor 2 and on the other hand to allow effective speedy work.
  • the feed can be switched on or off in a known manner in order to avoid an unwanted start of the ground cutting device.
  • control device is switched off to allow the operator to either slide the joint cutter by hand or - as in the prior art - to enter a constant value for the feed rate, which is then observed regardless of the actual loads acting.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Bodenschneidvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
  • Derartige Bodenschneidvorrichtungen sind als Bodensägemaschinen, Trenn- oder Fugenschneider seit langem bekannt und dienen dazu. Asphalt- oder Betonböden aufzuschneiden.
  • Die Figur zeigt eine derartige bekannte Bodenschneidvorrichtung, welche später noch ausführlich erläutert wird.
  • Kleinere Bodenschneidvorrichtungen werden von dem Bediener von Hand geschoben, während größere Geräte mit einer maschinellen Vorschubeinrichtung zum Eigenantrieb ausgestattet sind. Dazu werden meist ein Rad oder mehrere Räder mechanisch, hydraulisch oder elektrisch angetrieben. Die Einstellung der Vorschubgeschwindigkeit erfolgt durch den Bediener von Hand mittels Stellgliedern stufenlos oder mit diskreten Geschwindigkeitsstufen. Um bestmögliche Arbeitsergebnisse erzielen zu können, ist eine optimale Vorschubgeschwindigkeit erforderlich, die von vielen Faktoren abhängt. Zu den Hauptfaktoren gehören die Materialzusammensetzung des Schnittgutes, die Leistungsfähigkeit und die Standzeit des Schneidwerkzeugs (der Schneidscheibe), die Schnitttiefe, die Drehzahl und das Drehmoment der die Schneidscheibe antreibenden Schneidwelle sowie die Stabilität und die Spurtreue der Schneidvorrichtung.
  • Aufgrund der vielen Faktoren ist es daher selbst für erfahrene Bediener nicht einfach, eine günstige Vorschubgeschwindigkeit einzustellen und manuell einzuhalten. Insbesondere können einige der genannten Parameter vom Bediener entweder gar nicht oder nur über sekundäre Effekte erfasst werden. Beispielsweise kann der Bediener die Drehzahl der Schneidwelle meist nur anhand der Geräuschentwicklung des die Schneidwelle antreibenden Schneidmotors abschätzen. Das ist meist schwierig, wenn der Bediener einen vorgeschriebenen Gehörschutz trägt oder sich weitere Geräuscherzeuger in unmittelbarer Nähe des Arbeitsortes befinden. Bei einem maschinellen Vorschub fehlt dem Bediener darüber hinaus die wertvolle Rückmeldung über die Vorschubkraft, die er bei Bodenschneidvorrichtungen mit manuellem Vorschub durch die am Handgriff aufzubringende Kraft direkt spüren kann.
  • Wenn die Vorschubgeschwindigkeit nicht optimal eingestellt ist, können verschiedene Nachteile auftreten: Geringe Standzeit der Schneidscheibe, erhöhte Bruchgefahr der Schneidscheibe, unökonomischer oder unökologischer Arbeitspunkt des Schneidmotors. Überbelastung der Schneidvorrichtung bzw. des Schneidmotors, erhöhte Arbeitsdauer sowie schlechte Arbeitsqualität (z. B. ungleichmäßige Schnitttiefe).
  • Aus der US-A-4 848 845 ist ein Fugenschneider bekannt, bei dem eine erhöhte Belastung des Schneidwerkzeugs unmittelbar eine Reduzierung der Vorschubgeschwindigkeit bewirkt.
  • In der EP-A-0 996 220 wird eine Bodensäge beschrieben, bei der die Vorschubgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Belastung der Schleifscheiben eingestellt wird. Zu diesem Zweck wird die Stromaufnahme der Schneidmotoren gemessen und die Drehgeschwindigkeit des Vorschubmotors entsprechend angepasst.
  • In der US-A-4 343 513 wird eine Bodenhobelmaschine beschrieben, bei der ein Überlast-System vorgesehen ist. Wenn die Drehgeschwindigkeit einer Hobelwalze unter einen voreingestellten Wert fällt, wird die Vorschubgeschwindigkeit unabhängig von einer manuell durch den Bediener gewählten Vorschubgeschwindigkeit abgesenkt. Sobald die Drehgeschwindigkeit der Hobelwalze wieder auf den vorgegebenen Grenzwert angestiegen ist, wird die Vorschubgeschwindigkeit wieder gesteigert.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bodenschneidvorrichtung anzugeben, mit der stets eine optimale Vorschubgeschwindigkeit sichergestellt werden kann.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Bodenschneidvorrichtung mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Eine erfindungsgemäße Bodenschneidvorrichtung weist eine Leistungserfassungseinrichtung und eine mit der Leistungserfassungseinrichtung gekoppelte Regeleinrichtung auf. Die Leistungserfassungseinrichtung dient zum Erfassen eines Ist-Wertes für die Leistung des Schneidmotors.
  • Der Ist-Wert wird an die Regeleinrichtung geliefert, die den Ist-Wert mit einem vorgegebenen, z. B. schon im Werk bei der Montage eingespeicherten Soll-Wert vergleicht. In Abhängigkeit von einer Abweichung vom Ist- und Soll-Wert beeinflusst die Regeleinrichtung die Vorschubgeschwindigkeit.
  • Damit ist es möglich, dass die Vorschubgeschwindigkeit nicht mehr manuell - sei es durch Schieben der Bodenschneidvorrichtung durch den Bediener oder durch manuelles Einstellen der Vorschubgeschwindigkeit -, sondern automatisch durch die Regeleinrichtung eingestellt wird. Bei dem erfindungsgemäßen Regelkreis stellt die Leistung des Hauptantriebsmotors (Schneidmotor) die Regelgröße dar.
  • Der Schneidmotor weist eine Drehzahlregel- und/oder -begrenzungseinrichtung zum Halten einer vorbestimmten Drehzahl auf, deren Regelaktivität durch die Leistungserfassungseinrichtung zum Bestimmen des Ist-Wertes für die Leistung des Schneidmotors auswertbar ist. Damit läßt sich eine Aussage über die Motorbelastung auch dann treffen, wenn sich die Motordrehzahl im Wesentlichen nicht ändert.
  • Der in der Regeleinrichtung vorgegebene Sollwert kann werksseitig fest eingestellt werden. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist es jedoch möglich, dass der Bediener den Sollwert aufgrund von veränderlichen Betriebsparametern, nämlich dem Material des zu bearbeitenden Schnittgutes, der Leistungsfähigkeit des Schneidwerkzeugs, der Schnitttiefe oder der Nenndrehzahl des Schneidmotors verändern kann.
  • Die Regeleinrichtung steuert einen zusätzlich zu dem Schneidmotor vorgesehenen, zur Vorschubeinrichtung gehörenden Vorschubmotor an, der das Fahrwerk relativ zum Boden verfährt.
  • Wahlweise kann die Regeleinrichtung zu- oder abgeschaltet werden, so dass für den Bediener nach wie vor die Möglichkeit besteht, die Bodenschneidvorrichtung manuell zu schieben oder die Vorschubgeschwindigkeit von Hand auf einen von ihm gewünschten Wert fest einzustellen.
  • Die automatische Einstellung der Vorschubgeschwindigkeit verringert die Gefahr von Fehlbedienungen, insbesondere durch unkundige Bediener. Weiterhin kann auf bisher erforderliche manuelle Bedienteile verzichtet werden. Durch die automatische Regelung wird ein ökonomisch und ökologisch günstiger Betrieb der Bodenschneidvorrichtung sichergestellt.
  • Diese und weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend anhand eines Beispiels unter Zuhilfenahme der Figur näher erläutert.
  • Die einzige Figur zeigt einen als Bodenschneidvorrichtung dienenden Fugenschneider.
  • Auf einem Fahrwerk 1 ist ein als Schneidmotor 2 dienender Hauptantriebsmotor befestigt. Der Schneidmotor 2 ist ein Ottomotor, der Kraftstoff aus einem Tank 3 bezieht. Der Schneidmotor 2 treibt über eine nicht dargestellte Schneidwelle eine als Schneidwerkzeug dienende Schneidscheibe 4 an, die in bekannter Weise den zu bearbeitenden Boden sägt. Bei der Schneidscheibe 4 kann es sich z. B. um eine Diamanttrennscheibe handeln. Hinter dem Tank 3 ist ein Wasserzufuhrsystem 5 angeordnet, mit dem Wasser zum Kühlen der Schneidscheibe 4 zugeführt werden kann.
  • Am hinteren Ende des Fahrwerks 1 ist eine Hinterachse mit zwei Hinterrädern 6 angeordnet, von denen in der Figur nur eines erkennbar ist. Entsprechend ist am vorderen Ende des Fahrwerks 1 eine Vorderachse 7 mit ebenfalls zwei Rädern 8 angeordnet.
  • Die Hinterräder 6 können durch eine nicht dargestellte Vorschubeinrichtung, die unter anderem einen zusätzlich zu dem Schneidmotor 2 vorgesehenen Vorschubmotor, z. B. einen Elektromotor, aufweist, angetrieben werden. Der als Vorschubmotor für die Hinterräder 6 dienende Elektromotor kann z. B. durch die vom Schneidmotor 2 angetriebene Lichtmaschine mit Energie versorgt werden.
  • Zum Verfahren des Fugenschneiders beim Schneiden des Bodens bestehen mehrere Möglichkeiten:
  • Zum einen kann der Bediener den Fugenschneider mit Hilfe eines Handgriffs 9 über den Boden verschieben. Dabei kann der Bediener die Vorschubgeschwindigkeit nach Belieben ändern, wobei er insbesondere die wirksame Vorschubkraft (als Indiz für den Widerstand, der der Schneidscheibe 4 während des Schneidens entgegengesetzt wird) und die akustisch wahrnehmbare Motordrehzahl berücksichtigen wird.
  • Alternativ dazu besteht die aus dem Stand der Technik bekannte Möglichkeit des maschinellen Vorschubs, den der Bediener über Bedienelemente 10 zuschaltet. Der zur Vorschubeinrichtung gehörende Elektromotor treibt dann die Hinterräder 6 an, wobei die dadurch erzielbare Vorschubgeschwindigkeit bei aus dem Stand der Technik bekannten Fugenschneidern im Wesentlichen konstant ist.
  • Erfindungsgemäß weist der
  • Schneidmotor eine Drehzahlregel- und/oder -begrenzungseinrichtung zum Halten einer vorbestimmten Drehzahl auf, deren Regelaktivität durch eine Leistungserfassungseinrichtung zum Bestimmen des Ist-Wertes für die Leistung des Schneidmotors auswertbar ist.
  • Der Ist-Wert wird an eine Regeleinrichtung geliefert, die den Ist-Wert mit einem vorgegebenen, z. B. schon im Werk bei der Montage eingespeicherten Soll-Wert vergleicht. In Abhängigkeit von einer Abweichung vom Ist- und Soll-Wert beeinflusst die Regeleinrichtung die Vorschubgeschwindigkeit.
  • Durch die Regeleinrichtung ist es möglich, den Fugenschneider stets im optimalen Arbeitspunkt zu halten, um einerseits eine Überlastung der Schneidscheibe 4 und des Schneidmotors 2 zu vermeiden und andererseits ein effektives zügiges Arbeiten zu ermöglichen.
  • Der Vorschub lässt sich in bekannter Weise zu- oder abschalten, um ein unerwünschtes Losfahren der Bodenschneidvorrichtung zu vermeiden.
  • Auch die Regeleinrichtung ist abschaltbar, um es dem Bediener zu ermöglichen, den Fugenschneider entweder von Hand zu schieben oder - wie beim Stand der Technik - einen Konstantwert für die Vorschubgeschwindigkeit einzugeben, der dann unabhängig von den tatsächlich wirkenden Belastungen eingehalten wird.

Claims (6)

  1. Bodenschneidvorrichtung, mit
    - einem Fahrwerk (1);
    - einem von dem Fahrwerk (1) getragenen Schneidmotor (2) zum drehenden Antreiben eines Schneidwerkzeugs (4);
    - einer Vorschubeinrichtung (6) zum Bewegen des Schneidwerkzeugs (4) mit einer Vorschubgeschwindigkeit relativ zu dem Boden:
    - einer Leistungserfassungseinrichtung zum Erfassen eines Ist-Wertes für die Leistung des Schneidmotors (2); und mit
    - einer Regeleinrichtung zum Vergleichen des von der Leistungserfassungseinrichtung erfassten Ist-Wertes mit einem vorgegebenen Soll-Wert und Verändern der Vorschubgeschwindigkeit in Abhängigkeit von einer Abweichung von Ist- und Soll-Wert;
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - der Schneidmotor (2) eine Drehzahlregel- und/oder -begrenzungseinrichtung zum Halten einer vorbestimmten Drehzahl aufweist, deren Regelaktivität durch die Leistungserfassungseinrichtung zum Bestimmen des Ist-Wertes für die Leistung des Schneidmotors (2) auswertbar ist.
  2. Bodenschneidvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie eine Verminderung der Vorschubgeschwindigkeit bewirkt, wenn der Ist-Wert kleiner als der Soll-Wert ist, und dass sie eine Erhöhung der Vorschubgeschwindigkeit bewirkt, wenn der Ist-Wert größer als der Soll-Wert ist.
  3. Bodenschneidvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, dass der Soll-Wert in Abhängigkeit von Betriebsparametern manuell veränderbar ist, wobei die Betriebsparameter Parameter aus der Gruppe Material des Schnittgutes. Leistungsfähigkeit des Schneidwerkzeugs (4), Schnitttiefe. Nenndrehzahl des Schneidmotors (2) sind.
  4. Bodenschneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrwerk (1) durch die Vorschubeinrichtung relativ zu dem Boden verfahrbar ist.
  5. Bodenschneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschubeinrichtung (6) einen Vorschubmotor aufweist, der von der Regeleinrichtung ansteuerbar ist.
  6. Bodenschneidvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeleinrichtung abschaltbar ist und die Vorschubgeschwindigkeit entweder durch manuelles Schieben der Bodenschneidvorrichtung oder durch manuelles Vorgeben eines Vorschubgeschwindigkeits-Soll-Wertes für die Vorschubeinrichtung einstellbar ist.
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