EP2025811B1 - Verfahren zum einbauen einer deckschicht sowie strassenfertiger zur durchführung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zum einbauen einer deckschicht sowie strassenfertiger zur durchführung des verfahrens Download PDF

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EP2025811B1
EP2025811B1 EP07016122.9A EP07016122A EP2025811B1 EP 2025811 B1 EP2025811 B1 EP 2025811B1 EP 07016122 A EP07016122 A EP 07016122A EP 2025811 B1 EP2025811 B1 EP 2025811B1
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EP
European Patent Office
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stroke
paving screed
construction
regulating
screed
Prior art date
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EP07016122.9A
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English (en)
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EP2025811A1 (de
Inventor
Jens Herrmann
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Joseph Voegele AG
Original Assignee
Joseph Voegele AG
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Publication date
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Priority to US12/191,624 priority patent/US7654769B2/en
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    • 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
    • E01C19/00—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving
    • E01C19/48—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving for laying-down the materials and consolidating them, or finishing the surface, e.g. slip forms therefor, forming kerbs or gutters in a continuous operation in situ
    • E01C19/4866—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving for laying-down the materials and consolidating them, or finishing the surface, e.g. slip forms therefor, forming kerbs or gutters in a continuous operation in situ with solely non-vibratory or non-percussive pressing or smoothing means for consolidating or finishing
    • E01C19/4873—Apparatus designed for railless operation
    • 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
    • E01C19/00—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving
    • E01C19/004—Devices for guiding or controlling the machines along a predetermined path
    • E01C19/008—Devices for guiding or controlling the machines along a predetermined path by reference lines placed along the road, e.g. wires co-operating with feeler elements

Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of patent claim 1 and a road finisher according to the preamble of patent claim 4.
  • height sensors are installed on the paving train at the front end, at the rear end of the paver in the transverse spreading device, and on the screed and optionally the drawbars, which are used to measure the thickness by scanning the reference (for example a guidewire or runners sliding on the surface) ,
  • the leveling cylinders are each adjusted in the direction predetermined by a deviation (too small or too thick a thickness) until the desired layer thickness is reached again.
  • the large number of height sensors requires high costs and high-quality signal processing.
  • the resulting height change relative to the respective leveling cylinder e.g. with regard to the adjustment direction of the leveling cylinder, evaluated, and the leveling cylinders are driven until the height difference has reduced to zero.
  • the detected height difference is only minimal, the leveling cylinder moves to the stop and the thickness deviation is not corrected correctly.
  • the placements of the height sensors compromise accuracy and evenness by placing multiple height sensors in the area between the screed trailing edge and the leveling cylinder and, optionally, at the level of the transverse spreading device. The achievable despite the high cost accuracy of the layer thickness is not always satisfactory. Installation-related parameters such as installation speed, body temperature, compaction produced, material consistency, and the like make the accuracy of a correction and precise thickness measurement difficult.
  • a height sensor and a pitch sensor is provided on each side of the screed on Switzerland.
  • the height sensor measures the height for reference. From a differential measured value measured at a deviation from a layer thickness nominal value, a pitch change value is derived and compared with a pitch request value to determine a control signal for a separate tension point controller.
  • the draft regulator adjusts the leveling cylinder until the angle measured by the pitch sensor reaches its setpoint.
  • An adaptive built-in ratio factor is not taken into account, but a calculation amount that depends on the distance between the screed trailing edge and the height sensor position and the calculated angle between the screed trailing edge and the position of the height sensor.
  • the position of the leveling cylinder is not determined at any time.
  • Known methods for controlling the installation height of a screed are arranged on one side at the screed trailing edge, a height sensor and the Glasholm a pitch sensor, which scan a reference on the subgrade.
  • a height monitoring module is provided for outputting a difference measurement value in the event of a deviation from the setpoint height, which value is then transmitted to a separate traction control loop and converted into an inclination change value taken from a table.
  • the longitudinal inclination angle monitored by the longitudinal inclination sensor is again brought to the longitudinal nominal inclination on the basis of values taken from a table in that the traction controller controls the leveling cylinder until the longitudinal nominal inclination is reached.
  • the position of the leveling cylinder is not detected at any time.
  • an adaptive built-in ratio factor is not taken into account, but an optimization algorithm that is based on how quickly a correction is made or how much an overshoot fails. Since the pull-point controller controls the leveling cylinder until the longitudinal setpoint inclination is reached, the leveling cylinder can go to the stop.
  • the invention has for its object to provide a method and a paver of the type mentioned above are avoided with the high accuracy installation errors due to non-met nominal thickness, the method should be executed by the simple and fast response control system.
  • the height measurement is carried out as close as possible to the decisive point for the accuracy of the screed, namely at or in the vicinity of the screed trailing edge to measure the installation height or actual height with respect to the reference and immediately upon the occurrence of a deviation from the target height to be able to react. Due to the placement of the height sensor at or near the screed trailing edge and the adjustment of the respective leveling cylinder only over a respective predetermined absolute stroke without the leveling cylinder to go to stop, a more accurate, yet level installation is possible.
  • At least one bank sensor is used on the screed, which indirectly measures the height above the bank.
  • the parameters influencing the installation are only determined by the height measurement on the screed trailing edge and / or the bank angle measurement on the screed and the adjustment of the respective leveling cylinder balanced over an absolute stroke.
  • the respective zero point of the leveling cylinder is automatically learned automatically and automatically corrects itself again and again as soon as the measured control difference value of the height sensor and / or inclination sensor has been reduced to a minimum.
  • This automatic teach-in process has the advantage that even an erroneously incorrect input of the built-in ratio factor leads to the correct result.
  • the bank angle measurement, alternative or additive either leads to the same result or supports the altitude measurement.
  • the resulting leveling cylinder setting position is selected as the zero point.
  • a current control difference value of the height sensor and / or the roll angle sensor measured relative to the reference is set to zero.
  • the actual height and / or actual bank is then measured relative to the reference. If a deviation occurs, the height sensor and / or the lateral inclination sensor determine a new current control difference value different from zero.
  • the absolute stroke required for the correction of the leveling cylinder is calculated and the leveling cylinder is only over the calculated absolute stroke starting from the zero point adjusted, in the direction in which the new current control difference value would have to be reduced to a predetermined minimum.
  • the achievement of the predetermined minimum is monitored. If the predetermined minimum is not achieved, the previously set installation ratio factor is increased or decreased by way of an adaptive built-in ratio controller until the predetermined minimum of the control difference value is reached. Once the predetermined minimum is reached, the new leveling cylinder setting position is selected as the zero point and the predetermined minimum is set to zero and adopted in the control system.
  • control system is ready for a new control cycle.
  • the control system thus operates self-learning and the correction is relatively quickly and accurately performed, and without the risk that the leveling cylinder, for example, at a small control differential value, for lack of a sufficiently meaningful control variable, moves too far and on stop, and the height deviation either not at all or overcorrected ,
  • the control system is simple, responsive, and surprisingly works very reliably with a few sensors on the screed.
  • a constant ratio between a lift increment of the leveling cylinder and the lifting stroke or lowering stroke or transverse stroke of the screed at the reference measuring point e.g. at or in the area of the screed trailing edge.
  • Fig. 1 shows a side view of a paving train, consisting of a paver with at least one towbar towed to Switzerlandholmen.
  • the in Fig. 1 Road paver F shown has a chassis on a chassis 1 and on the chassis at the front end of a bunker 3 built-in. Behind the built-in bunker 3 is a primary drive source 4, for example, a diesel engine, installed in the chassis, behind which is a cab with a control panel 5.
  • the paver F has a computerized control device with an integrated or connected control system R.
  • the control system R or the control device is equipped with a self-learning built-in ratio controller R1, which then increases or decreases a previously entered installation ratio factor for consideration in the control system R, if a corrective action by a controlled leveling cylinder Z is not or, for example, not after a certain time, leads to the desired result.
  • a computing section CB is provided. As is customary in road finishers, a so-called leveling system can be provided as a superordinate unit for screed control.
  • leveling cylinders Z eg hydraulic cylinders, double-acting
  • the screed B is attached to the Tow bars 6 firmly mounted.
  • At least one lateral inclination sensor N which is linked to the control or the control system R, can be installed on the screed B.
  • the bank of the screed B can be varied using the inclination sensor N.
  • the height sensors H At the screed B in the vicinity of the screed trailing edge 7 on one side at least one or both sides of height sensors H are installed, the height as the distance to a installed on a Planum M reference RZ, eg a guidewire measures or measure up. In an alternative, not shown, the height sensors H could work with runners sliding on the planum.
  • the leveling cylinder Z adjusts the traction point P after activation via the control system R, in each case starting from a current zero point NP in the direction of the double arrow 8 upwards or downwards in order to adjust and / or correct the thickness D of a ceiling layer S by means of the screed B is installed on the Planum M.
  • the bank sensor N if present, measures the bank of the screed B relative to the bank M or reference RZ.
  • a transverse distribution device 9 is provided between the rear end of the chassis 1 and the screed B, for example a distributor screw.
  • the screed B is in the embodiment shown a Ausziehbohle whose working width is variable.
  • a screed center and Ausziehbohlenmaschine each have a screed plate 11, in front of the screed plate a tamper 10, and on or behind the screed plate 11, a high compression device 12, for example with one or more e.g. hydraulically acted pressure bars on.
  • the screed B Before the start of installation, the screed B, for example, by underlying planks, adjusted to the desired target layer thickness D, where appropriate, the adjustment is carried out using previously or previously determined parameters.
  • the leveling cylinders Z are also adjusted in order to set the desired layer thickness or nominal height of the layer surface above the plane M determining angle of attack of the screed and / or its transverse slope, which is later dragged floating on the built-in ceiling layer S.
  • the current height position of the leveling cylinder Z in the control system R as leveling cylinder zero point NP set.
  • the control difference value of the height sensors H and / or of the bank angle sensor N which they detect by sensing the reference RZ with respect to the desired value, is likewise set to zero.
  • the paver F travels while the building material (bituminous or concrete building material) is dropped from the built-in bunker 3 with a conveying device (not shown) in the chassis in front of the transverse distribution device, distributed and then installed by the screed B.
  • the determined control difference value in the control system R is converted into an absolute stroke for the leveling cylinder Z, taking into account the inputted installation ratio factor.
  • the installation ratio factor takes into account how the height of the screed B (or the layer thickness) on the screed trailing edge 7 changes at a certain stroke increment of the leveling cylinder Z. If the layer thickness increases, then the angle of attack of the screed B must be set flatter. If the layer thickness decreases compared to the target layer thickness D, then the angle of attack of the screed B must be set steeper.
  • the layer thickness would have to be corrected again to the target layer thickness. This is monitored by further height measurements of the height sensors H and inclination measurements of the lateral inclination sensor N until the control difference value becomes zero or a predetermined minimum, confirming that the infeed absolute stroke of the leveling cylinder Z was correct. Then the new height position of the leveling cylinder Z in the control system R is selected as the new zero point NP. If a deviation occurs again later, the procedure is repeated accordingly.
  • the previously set installation ratio factor is increased or decreased via a learning integration ratio controller R1 in the control device or in the control system R until the expected minimum of the control difference value is reached.
  • the two leveling cylinders Z are set to different height positions and these height positions are selected as their zero points NP.
  • the bank sensor N cooperating with the control or the control system R can be used, or in the simplest case a spirit level.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Road Paving Machines (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und einen Straßenfertiger gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 4.
  • In der Praxis des Verkehrsflächenbaus sind verschiedene Verfahren zur Schichtdickenkorrektur bekannt.
  • Bei einem bekannten Verfahren sind am Einbauzug am Vorderende, am Hinterende des Straßenfertigers bei der Querverteilvorrichtung, und an der Einbaubohle und gegebenenfalls den Zugholmen Höhensensoren installiert, die unter Abtasten der Referenz (beispielsweise einem Leitdraht oder mittels auf dem Planum gleitender Kufen) zur Dickenmessung eingesetzt werden. Die Nivellierzylinder werden jeweils so lange in der durch eine Abweichung (zu geringe oder zu starke Dicke) vorgegebenen Richtung verstellt, bis die Sollschichtdicke wieder erreicht ist. Die große Anzahl der Höhensensoren bedingt hohe Kosten und eine hochwertige Signalverarbeitung.
  • Bei einem anderen bekannten Verfahren wird bei einer Abweichung die sich ergebende Höhenveränderung relativ zum jeweiligen Nivellierzylinder, z.B. hinsichtlich der Verstellrichtung des Nivellierzylinders, ausgewertet, und werden die Nivellierzylinder so lange angesteuert, bis sich die Höhendifferenz auf Null reduziert hat. Obwohl manchmal die festgestellte Höhendifferenz nur minimal ist, fährt der Nivellierzylinder bis auf Anschlag und wird die Dickenabweichung nicht korrekt korrigiert. Mit den Platzierungen der Höhensensoren wird ein Kompromiss aus Genauigkeit und Ebenheit eingegangen, indem mehrere Höhensensoren im Bereich zwischen der Bohlenhinterkante und dem Nivellierzylinder und gegebenenfalls auf Höhe der Querverteilvorrichtung angeordnet werden. Die trotz des hohen Aufwands erreichbare Genauigkeit der Schichtdicke ist nicht immer zufriedenstellend. Den Einbau beeinflussende Parameter, wie die Einbaugeschwindigkeit, die Temperatur des Einbauguts, die hergestellte Verdichtung, die Materialkonsistenz, und dgl., erschweren die Genauigkeit einer Korrektur und eine präzise Dickenmessung.
  • Bei einem aus DE-A-10025462 bekannten Verfahren zur Bestimmung der Schichtdicke ist an jeder Seite der Einbaubohle am Zugholm ein Höhensensor und ein Längsneigungssensor vorgesehen. Der Höhensensor misst die Höhe zur Referenz. Aus einem bei einer Abweichung von einem Schichtdickensollwert gemessenen Differenzmesswert wird eine Längsneigungs-Sollwertänderung abgeleitet und mit einem Längsneigungs-Sollwert verglichen, um ein Steuersignal für einen separaten Zugpunktregler zu ermitteln. Der Zugpunktregler verstellt den Nivellierzylinder solange, bis der vom Längsneigungssensor gemessene Winkel seinen Sollwert erreicht. Ein lernfähiges Einbauverhältnis-Faktor wird nicht berücksichtigt, sondern eine Berechnungsgröße, die vom Abstand zwischen Bohlenhinterkante und Höhensensorposition und vom berechneten Winkel zwischen der Bohlenhinterkante und der Position des Höhensensors abhängt. Da der Nivellierzylinder durch den Zugpunktregler solange angesteuert wird, bis die Sollneigung erreicht ist, lässt sich nicht ausschließen, dass der Nivellierzylinder auf Anschlag geht. Die Position des Nivellierzylinders wird zu keiner Zeit ermittelt. Bei einem aus DE-A-19647150 bekannten Verfahren zum Steuern der Einbauhöhe einer Einbaubohle sind an einer Seite bei der Bohlenhinterkante ein Höhensensor und am Zugholm ein Längsneigungssensor angeordnet, die eine Referenz auf dem Planum abtasten. Es ist ein Höhenüberwachungsmodul vorgesehen, um bei einer Abweichung von der Sollhöhe einen Differenzmesswert abzugeben, der dann an einen separaten Zugpunktregelkreis übermittelt und dabei zu einem aus einer Tabelle entnommenen Neigungsänderungswert gewandelt wird. Mit dem Neigungsänderungswert wird der vom Längsneigungssensor überwachte Längsneigungswinkel wiederum anhand von aus einer Tabelle entnommenen Werten zur Längs-Sollneigung gebracht, indem der Zugpunktregler den Nivellierzylinder solange ansteuert, bis die Längs-Sollneigung erreicht ist. Die Position des Nivellierzylinders wird zu keiner Zeit erfasst. Ferner wird ein lernfähiges Einbauverhältnis-Faktor nicht berücksichtigt, sondern ein Optimierungsalgorithmus, der sich daran orientiert, wie schnell eine Korrektur erfolgt, oder wie stark ein Überschwingen ausfällt. Da der Zugpunktregler den Nivellierzylinder solange ansteuert, bis die Längs-Sollneigung erreicht wird, kann der Nivellierzylinder auf Anschlag gehen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und einen Straßenfertiger der eingangs genannten Art anzugeben, mit der mit hoher Genauigkeit Einbaufehler infolge nicht eingehaltener Sollschichtdicke vermieden werden, wobei das Verfahren durch das einfache und schnell ansprechende Regelsystem ausführbar sein soll.
  • Die gestellte Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 oder in Patentanspruch 4 enthaltenen Merkmalen gelöst.
  • Verfahrensgemäß wird die Höhenmessung so nahe wie möglich bei der für die Genauigkeit entscheidender Stelle der Einbaubohle, nämlich an oder in der Nähe der Bohlenhinterkante durchgeführt, um die Einbauhöhe bzw. Isthöhe in Bezug auf die Referenz präzise messen und bei Auftreten einer Abweichung von der Sollhöhe sofort reagieren zu können. Durch die Platzierung des Höhensensors an oder nahe der Bohlenhinterkante und die Verstellung des jeweiligen Nivellierzylinders nur über einen jeweils vorgegebenen Absoluthub ohne den Nivellierzylinder auf Anschlag gehen zu lassen, ist ein genauerer und dennoch ebener Einbau möglich. Alternativ oder additiv wird mindestens ein Querneigungssensor an der Einbaubohle benutzt, der indirekt die Höhe über die Querneigung misst. Den Einbau beeinflussende Parameter, wie die Einbaugeschwindigkeit, die Temperatur des Einbauguts, die hergestellte Verdichtung der Deckenschicht, die Materialkonsistenz, und dgl., werden durch die Höhenmessung an der Bohlenhinterkante und/oder die Querneigungsmessung an der Einbaubohle und die Verstellung des jeweiligen Nivellierzylinders nur jeweils über einen Absoluthub ausgeglichen. Der jeweilige Nullpunkt des Nivellierzylinders wird automatisch selbsttätig gelernt und korrigiert sich automatisch stets aufs Neue, sobald sich der gemessene Regeldifferenzwertdes Höhensensors und/oder des Neigungssensors auf ein Minimum reduziert hat. Dieser automatische Einlernvorgang hat den Vorteil, dass selbst eine irrtümlich unrichtige Eingabe des Einbauverhältnis-Faktors zum richtigen Ergebnis führt. Die Querneigungsmessung, alternativ oder additiv, führt entweder zum gleichen Ergebnis, oder unterstützt die Höhenmessung. Dabei wird vor Einbaubeginn und zunächst "von Hand" einjustierter Einbaubohle oder anhand früher gelernter Parameter die sich dabei ergebende Nivellierzylinder-Einstellposition als Nullpunkt gewählt. Ein aktueller relativ zur Referenz gemessener Regeldifferenzwert des Höhensensors und/oder des Querneigungssensors wird auf Null gesetzt. Während des Einbaus wird dann die Isthöhe und/oder Istquerneigung relativ zur Referenz gemessen. Bei Auftreten einer Abweichung wird vom Höhensensor und/oder vom Querneigungssensor ein neuer aktueller Regeldifferenzwert verschieden von Null ermittelt. Aus diesem wird unter Berücksichtigung des eingegebenen Einbauverhältnis-Faktors, der zumindest den Hebelarm zwischen dem Zugpunkt und dem Referenzmesspunkt berücksichtigt, an welchem der Sensor misst, der zur Korrektur erforderliche Absoluthub für den Nivellierzylinder errechnet und wird der Nivellierzylinder ausgehend vom Nullpunkt nur über den errechneten Absoluthub verstellt, und zwar in der Richtung, in der der neue aktuelle Regeldifferenzwert bis zu einem vorbestimmten Minimum reduziert werden müsste. Bei fortgesetztem Einbau wird das Erreichen des vorbestimmten Minimums überwacht. Bei Nichterreichen des vorbestimmten Minimums wird über einen lernfähig ausgebildeten Einbauverhältnis-Regler der zuvor eingestellte Einbauverhältnis-Faktor vergrößert oder verkleinert, bis das vorbestimmte Minimum des Regeldifferenzwerts erreicht wird. Sobald das vorbestimmte Minimum erreicht ist, wird die neue Nivellierzylinder-Einstellposition als der Nullpunkt gewählt und das vorbestimmte Minimum zu Null gesetzt und im Regelsystem übernommen. Dann ist das Regelsystem für einen neuen Regelzyklus bereit. Das Regelsystem arbeitet demzufolge selbstlernend und die Korrektur wird relativ rasch und genau durchgeführt, und ohne Gefahr, dass der Nivellierzylinder, z.B. bei einem kleinen Regeldifferenzwert, mangels einer ausreichend aussagefähigen Regelführungsgröße, zu weit und auf Anschlag verfährt, und die Höhenabweichung entweder überhaupt nicht oder überkorrigiert.
  • Das Regelsystem ist einfach, spricht präzise an, und arbeitet überraschend mit wenigen Sensoren an der Einbaubohle sehr zuverlässig.
  • Soll verfahrensgemäß eine Deckenschicht mit gegenüber dem Planum seitlich geneigter Oberfläche eingebaut werden, dann werden die Nullpunkte der beiden Nivellierzylinder an beiden Seiten des Straßenfertigers auf unterschiedliche Höhen gestellt, z.B. unter Verwendung des Querneigungssensors. Dies ist für das Regelsystem kein Erschwernis, weil jeder Regelzyklus stets ausgehend vom Nullpunkt des Nivellierzylinders erfolgt, ohne dessen tatsächliche Höheneinstellposition berücksichtigen zu müssen.
  • Zweckmäßig wird als der eingegebene Einbauverhältnis-Faktor ein konstantes Verhältnis zwischen einem Hubinkrement des Nivellierzylinders und dem beim Einbau von diesem Hubinkrement bewirkten oder - aus Erfahrung zu erwartenden - Hebehub bzw. Senkhub bzw. Querneigehub der Einbaubohle am Referenzmesspunkt, z.B. an oder im Bereich der Bohlenhinterkante, gewählt.
  • Der Erfindungsgegenstand wird anhand der Zeichnung erläutert.
  • Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht eines Einbauzugs, bestehend aus einem Straßenfertiger mit zumindest einer an Zugholmen geschleppten Einbaubohle.
  • Der in Fig. 1 gezeigte Straßenfertiger F weist an einem Chassis 1 ein Fahrwerk und auf dem Chassis am vorderen Ende einen Einbaugut-Bunker 3 auf. Hinter dem Einbaugut-Bunker 3 ist eine Primärantriebsquelle 4, beispielsweise ein Dieselmotor, in das Chassis eingebaut, hinter dem sich ein Führerstand mit einer Steuerkonsole 5 befindet. Der Straßenfertiger F besitzt eine computerisierte Steuervorrichtung mit einem eingegliederten oder angeschlossenen Regelsystem R. Das Regelsystem R bzw. die Steuervorrichtung ist mit einem selbstlernenden Einbauverhältnis-Regler R1 ausgestattet, der einen zuvor eingegebenen Einbauverhältnis-Faktor zur Berücksichtigung im Regelsystem R dann vergrößert oder verkleinert, wenn eine Korrekturmaßnahme durch einen angesteuerten Nivellierzylinder Z nicht oder, z.B. nach einer bestimmten Zeit nicht, zum gewünschten Resultat führt. Ferner ist eine Rechensektion CB vorgesehen. Wie dies bei Straßenfertigern üblich ist, kann ein sogenanntes Nivelliersystem als übergeordnete Einheit zur Einbaubohlensteuerung vorgesehen sein.
  • Am Chassis 1 sind an beiden Seiten des Straßenfertigers F etwa in der Längsmitte Nivellierzylinder Z (z.B. Hydraulikzylinder, doppeltwirkend) angeordnet, die zur Höhenverstellung von Zugpunkten P eine Einbaubohle B schleppender Zugholme 6 dienen. Die Einbaubohle B ist an den Zugholmen 6 fest montiert. An der Einbaubohle B kann zumindest ein Querneigungssensor N installiert sein, der mit der Steuerung bzw. dem Regelsystem R verknüpft ist. Gegebenenfalls lässt sich die Querneigung der Einbaubohle B unter Benutzen des Neigungssensors N variieren. An der Einbaubohle B ist in der Nähe der Bohlenhinterkante 7 an eine Seite zumindest ein oder sind an beiden Seiten Höhensensoren H installiert, der bzw. die als Höhe den Hochabstand zu einer auf einem Planum M installierten Referenz RZ, z.B. einem Leitdraht, misst bzw. messen. Bei einer nicht gezeigten Alternative könnten die Höhensensoren H mit auf dem Planum gleitenden Kufen arbeiten. Der Nivellierzylinder Z verstellt den Zugpunkt P nach Ansteuerung über das Regelsystem R, jeweils ausgehend von einem aktuellen Nullpunkt NP in Richtung des Doppelpfeiles 8 nach oben oder nach unten, um die Dicke D einer Deckenschicht S einzustellen und/oder zu korrigieren, die mittels der Einbaubohle B auf dem Planum M eingebaut wird. Der Querneigungssensor N, falls vorhanden, misst die Querneigung der Einbaubohle B relativ zum Planum M oder zur Referenz RZ.
  • Zwischen dem Hinterende des Chassis 1 und der Einbaubohle B ist eine Querverteilvorrichtung 9 vorgesehen, beispielsweise eine Verteilerschnecke. Die Einbaubohle B ist in der gezeigten Ausführungsform eine Ausziehbohle, deren Arbeitsbreite variabel ist. Ein Bohlenmittelteil und Ausziehbohlenteile weisen jeweils ein Glättblech 11, vor dem Glättblech einen Tamper 10, und auf oder hinter dem Glättblech 11 eine Hochverdichtungseinrichtung 12, beispielsweise mit einer oder mehreren z.B. hydraulisch beaufschlagten Pressleisten, auf.
  • Der Hebelarm X zwischen dem Zugpunkt P und einem Referenzmesspunkt, an dem z.B. der Höhensensor H misst, hier an einer Bohlenhinterkante 7, beeinflusst das sogenannte Einbauverhältnis. Aus diesem Grund wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren (für die Regelung, z.B. in einer geschlossenen Regelschleife) ein diesen Hebelarm X berücksichtigender Einbauverhältnis-Faktor in den Einbauverhältnis-Regler R1 oder das Regelsystem R bzw. die Steuervorrichtung 5 eingegeben.
  • Vor Einbaubeginn wird die Einbaubohle B, beispielsweise durch untergelegte Planken, auf die gewünschte Sollschichtdicke D justiert, gegebenenfalls erfolgt die Justierung unter Verwenden zuvor oder früher ermittelter Parameter. Dabei werden auch die Nivellierzylinder Z verstellt, um einen die Sollschichtdicke bzw. Sollhöhe der Schichtoberfläche über dem Planum M bestimmenden Anstellwinkel der Einbaubohle und/oder deren Querneigung einzustellen, die später schwimmend auf der eingebauten Deckenschicht S geschleppt wird. Nach Abschluss der Justierung wird die momentane Höhenposition des Nivellierzylinders Z im Regelsystem R als Nivellierzylinder-Nullpunkt NP gesetzt. Der Regeldifferenzwert der Höhensensoren H und/oder des Querneigungssensors N, den diese unter Abtasten der Referenz RZ gegenüber dem Sollwert feststellen, wird ebenfalls zu Null gesetzt.
  • Dann wird der Einbau begonnen. Der Straßenfertiger F fährt, während Einbaugut (bituminöses oder Betoneinbaugut) aus dem Einbaugut-Bunker 3 mit einer Fördervorrichtung (nicht gezeigt) im Chassis vor der Querverteilvorrichtung abgeworfen, verteilt und dann durch die Einbaubohle B eingebaut wird. Wird beim Einbau mittels der Höhensensoren H und/oder des Querneigungssensors N relativ zur Referenz RZ eine Abweichung festgestellt, wird der ermittelte Regeldifferenzwert im Regelsystem R unter Berücksichtigung des eingegebenen Einbauverhältnis-Faktors in einen Absoluthub für den Nivellierzylinder Z umgerechnet. Der Einbauverhältnis-Faktor berücksichtigt, wie sich die Höhenlage der Einbaubohle B (bzw. die Schichtdicke) an der Bohlenhinterkante 7 bei einem bestimmten Hubinkrement des Nivellierzylinders Z verändert. Nimmt die Schichtdicke zu, dann muss der Anstellwinkel der Einbaubohle B flacher eingestellt werden. Nimmt die Schichtdicke gegenüber der Sollschichtdicke D ab, dann muss der Anstellwinkel der Einbaubohle B steiler eingestellt werden.
  • Wird beim Einbau mittels des Querneigungssensors N eine Abweichung relativ zur vorher eingegebenen bzw. ermittelten Sollneigung festgestellt, ergibt diese einen Regeldifferenzwert, der im Regelsystem R unter Berücksichtigung des eingegebenen Einbauverhältnis-Faktors in einen Absoluthub für den Nivellierzylinder Z umgerechnet wird.
  • Nach Feststellen der Abweichung wird der Nivellierzylinder Z nur über den errechneten Absoluthub und ausgehend von dem gewählten Nullpunkt in der erforderlichen Richtung verstellt. Dadurch müsste die Schichtdicke wieder zur Sollschichtdicke korrigiert werden. Dies wird durch weitere Höhenmessungen der Höhensensoren H bzw. Neigungsmessungen des Quer-neigungssensors N überwacht, bis der Regeldifferenzwert zu Null oder zu einem vorbestimmten Minimum wird, was bestätigt, dass der eingesteuerte Absoluthub des Nivellierzylinders Z richtig war. Dann wird die neue Höhenposition des Nivellierzylinders Z im Regelsystem R als neuer Nullpunkt NP gewählt. Bei einer später erneut auftretenden Abweichung wird wieder entsprechend verfahren.
  • Sollte sich nach einer vorbestimmten Zeit das erwartete Minimum des Regeldifferenzwertes nicht eingestellt haben, dann wird über einen lernfähigen Einbauverhältnis-Regler R1 in der Steuervorrichtung oder im Regelsystem R der zuvor eingestellte Einbauverhältnis-Faktor vergrößert oder verkleinert, bis das erwartete Minimum des Regeldifferenzwertes erreicht wird.
  • Sofern eine Deckenschicht S eingebaut wird, die relativ zum Planum M eine Seitenneigung besitzt, dann werden die beiden Nivellierzylinder Z auf unterschiedliche Höhenpositionen eingestellt und diese Höhenpositionen als ihre Nullpunkte NP gewählt. Dabei kann der mit der Steuerung bzw. dem Regelsystem R zusammenwirkende Querneigungssensor N verwendet werden, oder im einfachsten Fall eine Wasserwaage.
  • Erfindungsgemäß wird zumindest ein Höhensensor H an oder in der Nähe der Bohlenhinterkante 7, gegebenenfalls kombiniert mit dem zumindest einen Querneigungssensor N, oder nur der Querneigungssensor N, gegebenenfalls kombiniert mit einem Höhensensor H benötigt, und bleibt der Daten-Verarbeitungsaufwand im Regelsystem R moderat. Da stets nur Absoluthübe des Nivellierzylinders Z, ausgehend von dem jeweils gewählten Nullpunkt, ausgeführt werden, und der Nivellierzylinder Z nicht nur ausgefahren oder eingefahren wird, bis die Abweichung wieder korrigiert ist, ist mit Sicherheit ausgeschlossen, dass ein Nivellierzylinder ungewollt zu weit verfahren wird und auf Anschlag geht, und die Abweichung überhaupt nicht oder im Übermaß korrigiert wird.

Claims (4)

  1. Verfahren zum Einbauen einer Deckenschicht (S) auf einem Planum (M) mit einer von einem Straßenfertiger (F) an Zugholmen (6) geschleppten Einbaubohle (B), bei dem die Ist-Höhe der Einbaubohle (B) über dem Planum (M) mittels an oder in der Nähe der Einbaubohlenhinterkante platzierten Höhensensoren (H) und/oder die Ist-Neigung der Einbaubohle (B) mittels wenigstens einem Quer-Neigungssensor (N) an dem aus dem Straßenfertiger und der Einbaubohle bestehenden Einbauzug anhand einer auf dem Planum (M) angeordneten Referenz (RZ) in Form eines Regeldifferenzwerts gemessen und bei Auftreten einer Abweichung Zugpunkte (P) der Zugholme (6) in Höhenrichtung verlagernde Nivellierzylinder (Z) zur Korrektur der Abweichung über ein in eine computerisierte Steuervorrichtung (5) eingegliedertes Regelsystem (R) verstellt werden, dadurch gekennzeichnet, dass zur Korrektur in einer geschlossenen Regelschleife jeder Nivellierzylinder (Z) ausgehend von einem gewählten Nullpunkt (NP) des Nivellierzylinders (Z) nur über einen Absoluthub verstellt wird, der anhand von dem an einem Referenzpunkt gemessenen Regeldifferenzwert ermittelter Messwerte und eines eingegebenen, zumindest den Hebelarm (X) zwischen dem Zugpunkt (P) und dem Referenzmesspunkt berücksichtigenden Einbauverhältnis-Faktors errechnet wird, dass die sich durch den Absoluthub ergebende neue Nivellierzylinder-Einstellposition selbstlernend automatisch als neuer Nullpunkt (NP) für einen nachfolgenden gleichartigen Regelvorgang gewählt wird, dass vor Einbaubeginn auf der Basis der auf die Sollschichtdicke einjustierten Einbaubohle (B) oder zuvor eingelernter Parameter im Regelsystem (R) die Nivellierzylinder-Einstellposition als Nullpunkt (NP) des Nivellierzylinders (Z) gewählt und ein aktueller Regeldifferenzwert der Höhensensoren (H) und/oder des Quer-Neigungssensors (N) relativ zur Referenz (RZ) auf Null gesetzt werden,
    dass während des Einbaus die Ist-Höhe über die Höhensensoren (H) und/oder die Ist-Neigung über den Quer-Neigungssensor (N) relativ zu einem absoluten Sollwert zur Referenz (RZ) gemessen und bei einer auftretenden Abweichung vom Sollwert der Höhe und/oder Neigung ein neuer aktueller Regeldifferenzwert verschieden von Null bestimmt wird,
    dass aus dem neuen aktuellen Regeldifferenzwert anhand des eingegebenen Einbauverhältnis-Faktors der Absoluthub für den Nivellierzylinder (Z) errechnet wird,
    und dass der Nivellierzylinder (Z) ausgehend von dem gewählten Nullpunkt (NP) nur über den errechneten Absoluthub in einer den neuen aktuellen Regeldifferenzwert bis zu einem vorbestimmten Minimum reduzierenden Richtung verstellt wird,
    wobei dann bei fortgesetztem Einbau das Erreichen des vorbestimmten Minimums durch fortgesetzte Referenzmessung überwacht wird und entweder
    bei Nichterreichen des vorbestimmten Minimums über einen lernfähigen Einbauverhältnis-Regler (R1) das zuvor eingestellte Einbauverhältnis - Faktor vergrößert oder verkleinert wird, bis das erwartete Minimum des Regeldifferenzwertes erreicht ist,
    oder
    bei Erreichen des vorbestimmten Minimums die neue Nivellierzylinder-Einstellposition als neuer Nullpunkt (NP) gewählt und das erreichte Minimum im Regelsystem (R) übernommen werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einbauen einer Deckenschicht (S) mit gegenüber dem Planum (M) seitlich geneigter Oberfläche die Nullpunkte (NP) der beiden Nivellierzylinder (Z) auf unterschiedlichen Höheneinstellpositionen gewählt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als der eingegebene Einbauverhältnis-Faktor ein konstantes Verhältnis zwischen einem Hubinkrement des Nivellierzylinders (Z) und dem beim Einbau von diesem Hubinkrement bewirkten oder zu erwartenden Hebehub bzw. Senkhub bzw. Neigehub der Einbaubohle (B) am Referenzmesspunkt, vorzugsweise an oder im Bereich der Hinterkante (7) der Einbaubohle (B), gewählt wird.
  4. Straßenfertiger mit einer an Zugholmen (6) geschleppten mittels Nivellierzylindern verstellbaren Einbaubohle (B) und einem Regelsystem (R) für die Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-3 dadurch gekennzeichnet, dass das Regelsystem (R) mit wenigstens einem an oder in der Nähe der Einbaubohlenhinterkante (7) platzierten Höhensensor (H) und/oder einem an der Einbaubohle (B) installierten Quer-Neigungssensor (N) verknüpft ist, und das Regelsystem (R) einen selbstlernenden Einbauverhältnis-Regler (R1) zum Vergrößern oder Verkleinern eines eingegebenen Einbauverhältnis-Faktors aufweist, der zumindest den Hebelarm (X) zwischen einem Zugpunkt (P) und dem Referenzmesspunkt berücksichtigt und eine Rechensektion (CB) zum Errechnen eines zur Abweichungskorrektur ausführbaren Absoluthubes für die Nivellierzylinder (Z) auf der Basis eines relativ zu einer Referenz (RZ) gemessenen Regeldifferenzwertes und des Einbauverhältnis-Faktors umfasst.
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