EP2886719A1 - Construction machine - Google Patents

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EP2886719A1
EP2886719A1 EP14193195.6A EP14193195A EP2886719A1 EP 2886719 A1 EP2886719 A1 EP 2886719A1 EP 14193195 A EP14193195 A EP 14193195A EP 2886719 A1 EP2886719 A1 EP 2886719A1
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EP
European Patent Office
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construction machine
machine according
signal
milling
receiving unit
Prior art date
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EP14193195.6A
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German (de)
French (fr)
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EP2886719B1 (en
Inventor
Bernd Holl
Kay Heemann
Günter Dr. Hähn
Axel Mahlberg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wirtgen GmbH
Original Assignee
Wirtgen GmbH
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Publication date
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Application filed by Wirtgen GmbH filed Critical Wirtgen GmbH
Publication of EP2886719A1 publication Critical patent/EP2886719A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP2886719B1 publication Critical patent/EP2886719B1/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
    • 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
    • E01C23/08—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 roughening or patterning; for removing the surface down to a predetermined depth high spots or material bonded to the surface, e.g. markings; for maintaining earth roads, clay courts or like surfaces by means of surface working tools, e.g. scarifiers, levelling blades
    • E01C23/085—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 roughening or patterning; for removing the surface down to a predetermined depth high spots or material bonded to the surface, e.g. markings; for maintaining earth roads, clay courts or like surfaces by means of surface working tools, e.g. scarifiers, levelling blades using power-driven tools, e.g. vibratory tools
    • E01C23/088—Rotary tools, e.g. milling drums
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D7/00—Accessories specially adapted for use with machines or devices of the preceding groups

Definitions

  • the invention relates to a construction machine, in particular for working floors or for removing traffic areas with a milling drum, which is equipped with a plurality of chisels.
  • Such construction machines are known, for example, as road milling machines. They have a milling drum, which is equipped with a variety of chisels, in particular round shank chisels. During use of the machine, the milling drum rotates and the bits come into engagement with the floor covering to be processed. The chisels are subject to constant wear and must be replaced after a certain period of operation. However, the service life of the chisel is heavily dependent on the milling conditions. It often happens that the The operator either exchanges the chisels too early or too late. If they are changed too early, unnecessary tooling costs arise. If you change too late, damage to the milling drum can occur.
  • Another problem with the milling process is the early chisel failure. Owing to external influences or due to tool defects, one or more chisels may break. At the point where the chisel was positioned, then no more material removal takes place. In addition, this also increases the load on neighboring tools. These then experience an increased stress.
  • the object of the invention is achieved in that a detection device optically detects the milling image generated by the milling drum at least partially.
  • the optical detection device such as a camera
  • the quality of the milling image can be controlled. Errors due to wear of the chisels or chisel breakage are visible on the milling pattern.
  • the detection device has at least one odometer which determines the cutting depth.
  • a signal recording unit may be assigned to a machine component or other machine component that is directly or indirectly involved in the work process the signal receiving unit detects an operating state of the machine component, and that the signal receiving unit is connected via a signal processing arrangement to a signal output device.
  • the signal recording unit By means of the signal recording unit one (or possibly also several) machine parts can be monitored.
  • the operating state assumed by the machine part is used as the parameter or characteristic field.
  • the determined characteristic value can be compared with a reference quantity or a reference value field. Once there is an impermissible deviation, an operator can take the necessary corrective action. For example, he can then make the tool change.
  • the reference variable or the reference variable field can be a constant stored in the evaluation unit or a constant selected from many from a database of the evaluation unit based on boundary conditions.
  • the reference quantity / the reference value field can also be time-variable.
  • the datum / datum field may be empirically determined in the machine state with unworn tools.
  • the reference variable / the reference variable field is recursively defined, that is, can be derived from the parameter / the characteristic diagram of the operating state of the past.
  • the operating state of the monitored machine component can be detected either continuously or at predetermined measuring intervals.
  • the measurement result evaluation preferably takes place in such a way that the signal picked up by the signal recording unit is fed to an evaluation circuit, that the evaluation circuit compares the recorded signal with a default value and forms a difference signal from the recorded signal and the default value. In this way, the largely automated error message can then be carried out.
  • the default value can be determined empirically by means of a detection circuit, and that the default value can be read into the evaluation circuit by means of the detection circuit. For example, a machine operator can determine the default value in the milling process in the condition with unworn bits.
  • a conceivable variant of the invention is such that it has a machine chassis, which is carried by a chassis, wherein the chassis one or more drive motors are assigned, and that the signal recording unit detects the power consumption of the drive motor.
  • the chassis one or more drive motors are assigned, and that the signal recording unit detects the power consumption of the drive motor.
  • the signal recording unit detects the power consumption of the drive motor.
  • the drive motors are designed as electric motors and the signal recording unit detects the supplied current or that the drive motors are designed as hydraulic motors and the signal recording unit detects the hydraulic pressure in the fluid circuit associated with the drive motor.
  • a further variant of the invention may be characterized in that the machine chassis is supported at least in regions by means of at least one adjustment that the machine chassis is at least partially adjustable in height by means of the adjustment, for which the adjustment is associated with a fluid under pressure, and that the signal receiving unit, the pressure in the fluid detected.
  • the forces occurring during the milling process are detected indirectly.
  • the cutting forces are low.
  • the vertical portion of the cutting forces is directed against gravity and thus relieves the load of the adjustment, which would otherwise have to carry the entire weight of the machine.
  • the pressure in the fluid associated with the adjusting device decreases in proportion to the vertical proportion of the cutting forces.
  • this value can also be effected by a force measurement, for example by means of a strain gauge, on at least one of the adjusting devices or another component.
  • the signal recording unit detects the machine feed. This can then be compared with the current performance parameters of the road milling machine, in particular with the drive power required for the milling drum.
  • the signal recording unit detects the vibration of the machine component.
  • a uniform vibration can be determined. In the unworn state, this oscillation has fixed characteristics (amplitude, period). As a result of, for example, tool breakage, the vibration undergoes a sudden change to an irregular vibration compared to the vibration before breakage.
  • the vibration is detected by means of a displacement sensor, a speed sensor or an acceleration sensor.
  • signal receiving unit detects the drive torque at one or more locations of a drive arrangement driving the milling drum or that the signal recording unit determines the engine characteristic data.
  • a preferred embodiment of the invention provides that the signal receiving unit has a pulse generator associated with the milling drum.
  • a pulse generator By means of the pulse generator, a position detection of the milling drum can be performed. If the signal detected by the signal recording unit is then processed with the information of the pulse generator, then it is possible to draw a detailed conclusion about the position of a damaged area, for example a broken chisel.
  • the side view of a road milling machine shows the basic structure and the components of the machine.
  • the basis of the machine is a machine frame 10, which is supported by two front bogies 11 and two rear bogies 12.
  • the trolleys 11 and 12 can be offset by electric motors or hydraulic motors in driving motion. These drives work synchronously. Therefore, it is sufficient to use only one landing gear, e.g. 11, sensors S6 and S7 for detecting the current or the pressure and the speed assign.
  • a milling box 13 is mounted on the machine frame 10.
  • This milling box 13 receives at least one milling drum with chisel holders and chisels.
  • the milling drum is driven by a power plant 16 having a diesel engine, with a sensor S8 detecting transmitted torque and a sensor S10 sensing other operating data such as engine speed, exhaust gas temperature, boost pressure, and the like.
  • a camera K is mounted on the machine frame 10, with which the Frästruck is detected and recorded.
  • the image is transferred to a display device, BS in the cab 14 of the machine and displayed.
  • the driver sitting on the driver seat 15 can ride on the in Area of the dashboard 18 arranged screen device BS view the Frästruck and check its condition and infer conclusions on the quality.
  • a continuous check can take place if the camera K and the video display unit BS are switched on during the entire operating time of the machine.
  • the control can also be modified so that the devices are switched on and a display only takes place on the basis of an initiated query.
  • sensors S2 and S4 are housed, which detect the Fräswalzenposition, the milling pressure or the milling torque.
  • a mounted on the machine frame 10 above the milling box 13 sensor S5 detects the vibrations of the milling box 13 in the direction of travel, transverse to the direction of travel of the machine and perpendicular to the road.
  • the machine frame 10 is adjustable by height adjustment relative to the chassis 11 and 12 to change the depth of engagement of the milling drum in the road.
  • the engagement depth is detected with the sensor S1.
  • the pressure of the height adjustment can be detected via sensors S9.
  • the removed milled material is discharged via a conveyor from the milling box 13, this conveyor has an endless conveyor belt 17 which is hinged at one end to the machine frame 10 and as the sensors S11 and S12 show, adjusted in height and can be pivoted laterally, to ensure a takeover by a parked under it vehicle without having to fear damage to the vehicle and / or the endless conveyor belt 17.
  • the measured values acquired by the sensors S1 to S12 are also transmitted to the driver's cab 14 and displayed in the area of the dashboard 18. It can All sensors are associated with individual display elements that can be activated continuously or on request. However, it is also possible for all sensors to be assigned only one central display device, on which the requested measured value is displayed, the display also containing the predefined permissible range for the measured value.
  • the measured values can be continuously recorded and compared with the given measured value ranges. If the measured value is below or above the specified measuring value range, then a warning signal can be automatically triggered and the error situation displayed on the central display device.
  • FIGS. 3a and 3b show Frästruck B.
  • a material increase P remains in the road surface. This can be detected optically with a camera K.
  • FIGS. 4 and 5 are again in the FIGS. 2 and 3 Milling rollers 30 already shown, this time shown in side view.
  • the FIGS. 4a and 5a illustrate the vibration image taken by a corresponding sensor.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bau-, insbesondere Straßenfräsmaschine, mit einer Fräswalze, die mit einer Vielzahl von Meißeln bestückt ist. Ist nach der Erfindung vorgesehen, dass eine Erkennungseinrichtung optisch das von der Fräswalze erzeugte Fräsbild zumindest bereichsweise erfasst, dann kann der Betrieb vereinfacht und im Fräsbild optimiert werden.The invention relates to a construction, in particular road milling machine, with a milling drum, which is equipped with a plurality of chisels. Is provided according to the invention that a detection device optically detects the milling pattern generated by the milling drum at least partially, then the operation can be simplified and optimized in the milling pattern.

Description

Die Erfindung betrifft eine Baumaschine, insbesondere zum Bearbeiten von Böden oder zum Abtragen von Verkehrsflächen mit einer Fräswalze, die mit einer Vielzahl von Meißeln bestückt ist.The invention relates to a construction machine, in particular for working floors or for removing traffic areas with a milling drum, which is equipped with a plurality of chisels.

Solche Baumaschinen sind beispielsweise als Straßenfräsmaschinen bekannt. Sie weisen eine Fräswalze auf, die mit einer Vielzahl von Meißeln, insbesondere Rundschaftmeißeln, bestückt ist. Während des Maschineneinsatzes rotiert die Fräswalze und die Meißel gelangen in Eingriff mit dem zu bearbeitenden Bodenbelag. Die Meißel sind einem fortwährenden Verschleiß unterzogen und müssen nach einer bestimmten Betriebszeit ausgewechselt werden. Dabei ist jedoch die Standzeit der Meißel stark von den Fräsbedingungen abhängig. Häufig kommt es vor, dass der Maschinenführer die Meißel entweder zu früh oder zu spät austauscht. Werden sie zu früh gewechselt, so entstehen unnötige Werkzeugkosten. Bei zu spätem Wechsel können Beschädigungen an der Fräswalze auftreten.Such construction machines are known, for example, as road milling machines. They have a milling drum, which is equipped with a variety of chisels, in particular round shank chisels. During use of the machine, the milling drum rotates and the bits come into engagement with the floor covering to be processed. The chisels are subject to constant wear and must be replaced after a certain period of operation. However, the service life of the chisel is heavily dependent on the milling conditions. It often happens that the The operator either exchanges the chisels too early or too late. If they are changed too early, unnecessary tooling costs arise. If you change too late, damage to the milling drum can occur.

Ein weiteres Problem beim Fräsprozess ist der frühzeitige Meißelausfall. Aufgrund von äußeren Einwirkungen oder wegen Werkzeugfehlern kann es vorkommen, dass ein oder mehrere Meißel brechen. An der Stelle, an der der Meißel positioniert war, findet dann kein Werkstoffabtrag mehr statt. Zusätzlich steigt dadurch auch die Belastung der Nachbarwerkzeuge an. Diese erfahren dann eine erhöhte Beanspruchung.Another problem with the milling process is the early chisel failure. Owing to external influences or due to tool defects, one or more chisels may break. At the point where the chisel was positioned, then no more material removal takes place. In addition, this also increases the load on neighboring tools. These then experience an increased stress.

Als weitere bekannte Baumaschinen seien an dieser Stelle noch Stabilisierer, Recycler und Trimmer genannt.As other well-known construction machines stabilizer, recycler and trimmer are still mentioned at this point.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Baumaschine der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit der ein optimierter Arbeitsbetrieb durchgeführt werden kann.It is an object of the invention to provide a construction machine of the type mentioned, with an optimized working operation can be performed.

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass eine Erkennungseinrichtung optisch das von der Fräswalze erzeugte Fräsbild zumindest bereichsweise erfasst.The object of the invention is achieved in that a detection device optically detects the milling image generated by the milling drum at least partially.

Mit der optischen Erkennungseinrichtung, beispielsweise einer Kamera, kann die Qualität des Fräsbildes kontrolliert werden. Fehler durch Abnützung der Meißel oder durch Meißelbruch sind am Fräsbild erkennbar. Erfindungsgemäß kann es auch vorgesehen sein, dass die Erkennungseinrichtung wenigstens einen Wegmesser aufweist, der die Frästiefe ermittelt.With the optical detection device, such as a camera, the quality of the milling image can be controlled. Errors due to wear of the chisels or chisel breakage are visible on the milling pattern. According to the invention it can also be provided that the detection device has at least one odometer which determines the cutting depth.

Gemäß einer Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass einem am Arbeitsprozess direkt oder indirekt beteiligten Maschinen-Bauteil oder einem sonstigen Maschinenbauteil eine Signalaufnahmeeinheit zugeordnet ist, dass die Signalaufnahmeeinheit einen Betriebszustand des Maschinenbauteils erfasst, und dass die Signalaufnahmeeinheit über eine Signalverarbeitungsanordnung an eine Signal-Ausgabeeinrichtung angeschlossen ist.According to one embodiment variant of the invention, provision may be made for a signal recording unit to be assigned to a machine component or other machine component that is directly or indirectly involved in the work process the signal receiving unit detects an operating state of the machine component, and that the signal receiving unit is connected via a signal processing arrangement to a signal output device.

Mittels der Signalaufnahmeeinheit kann ein (oder ggf. auch mehrere) Maschinenteil überwacht werden. Dabei wird der von dem Maschinenteil eingenommene Betriebszustand als Kenngröße bzw. Kennfeld verwendet. Der ermittelte Kennwert lässt sich mit einer Bezugsgröße oder einem Bezugsgrößenfeld vergleichen. Sobald eine unzulässige Abweichung vorliegt, kann ein Maschinenführer die erforderlichen Korrekturmaßnahmen durchführen. Beispielsweise kann er dann den Werkzeugwechsel vornehmen. Die Bezugsgröße, beziehungsweise das Bezugsgrößenfeld, kann eine in der Auswerteinheit gespeicherte Konstante beziehungsweise eine aus vielen aus einer Datenbank der Auswerteinheit anhand von Randbedingungen ausgewählte Konstante sein.By means of the signal recording unit one (or possibly also several) machine parts can be monitored. In this case, the operating state assumed by the machine part is used as the parameter or characteristic field. The determined characteristic value can be compared with a reference quantity or a reference value field. Once there is an impermissible deviation, an operator can take the necessary corrective action. For example, he can then make the tool change. The reference variable or the reference variable field can be a constant stored in the evaluation unit or a constant selected from many from a database of the evaluation unit based on boundary conditions.

Vorteilhafter Weise kann die Bezugsgröße/das Bezugsgrößenfeld auch zeitlich variabel sein. Zur Bildung von Referenzwerten kann die Bezugsgröße/das Bezugsgrößenfeld empirisch im Maschinenzustand mit unverschlissenen Werkzeugen ermittelt sein.Advantageously, the reference quantity / the reference value field can also be time-variable. To form reference values, the datum / datum field may be empirically determined in the machine state with unworn tools.

Denkbar ist auch, dass die Bezugsgröße/das Bezugsgrößenfeld rekursiv definiert ist, das heißt, aus der Kenngröße/dem Kennfeld des Betriebszustandes der Vergangenheit abgeleitet sein kann.It is also conceivable that the reference variable / the reference variable field is recursively defined, that is, can be derived from the parameter / the characteristic diagram of the operating state of the past.

Der Betriebszustand des überwachten Maschinenbauteils kann entweder kontinuierlich oder in vorgegebenen Messintervallen erfasst werden.The operating state of the monitored machine component can be detected either continuously or at predetermined measuring intervals.

Nachfolgend wird zur besseren Veranschaulichung auf eine Straßenfräsmaschine Bezug genommen. Die Ausführungen gelten jedoch für Baumaschinen jeglicher Art analog.Hereinafter reference will be made to a road milling machine for better illustration. However, the statements apply analogously to construction machinery of any kind.

Bevorzugterweise erfolgt die Messergebnisauswertung derart, dass das von der Signalaufnahmeeinheit aufgenommene Signal einer Auswertschaltung zugeleitet ist, dass die Auswertschaltung das aufgenommene Signal mit einem Vorgabewert vergleicht und ein Differenzsignal aus dem aufgenommenen Signal und dem Vorgabewert bildet. Auf diese Weise lässt sich dann die weitgehend automatisierte Fehlermeldung durchführen. Idealerweise kann es zusätzlich vorgesehen sein, dass der Vorgabewert mittels einer Erfassungsschaltung empirisch ermittelbar ist, und dass der Vorgabewert mittels der Erfassungsschaltung in die Auswertschaltung einlesbar ist. Dabei kann ein Maschinenführer beispielsweise im Zustand mit unverschlissenen Meißeln den Vorgabewert im Fräsprozess ermitteln.The measurement result evaluation preferably takes place in such a way that the signal picked up by the signal recording unit is fed to an evaluation circuit, that the evaluation circuit compares the recorded signal with a default value and forms a difference signal from the recorded signal and the default value. In this way, the largely automated error message can then be carried out. Ideally, it may additionally be provided that the default value can be determined empirically by means of a detection circuit, and that the default value can be read into the evaluation circuit by means of the detection circuit. For example, a machine operator can determine the default value in the milling process in the condition with unworn bits.

Eine denkbare Erfindungsvariante ist dergestalt, dass sie ein Maschinenchassis aufweist, das von einem Fahrwerk getragen ist, wobei dem Fahrwerk ein oder mehrere Antriebsmotoren zugeordnet sind, und dass die Signalaufnahmeeinheit die Leistungsaufnahme des Antriebsmotores erfasst. Hierbei macht man sich die Erkenntnis zunutze, dass veränderte Verschleißbedingungen an der Fräswalze auch zu einer Änderung der Leistungsparameter der Antriebsmotoren führt.A conceivable variant of the invention is such that it has a machine chassis, which is carried by a chassis, wherein the chassis one or more drive motors are assigned, and that the signal recording unit detects the power consumption of the drive motor. In this case, one makes use of the knowledge that changed wear conditions on the milling drum also leads to a change in the performance parameters of the drive motors.

Beispielsweise kann aufgrund eines erhöhten Verschleißes der Meißel eine höhere Antriebsarbeit erforderlich werden. Bei dieser Erfindungsausgestaltung kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass die Antriebsmotoren als Elektromotoren ausgebildet sind und die Signalaufnahmeeinheit den zugeführten Strom erfasst oder dass die Antriebsmotoren als hydraulische Motoren ausgebildet sind und die Signalaufnahmeeinheit den hydraulischen Druck in den dem Antriebsmotor zugeordneten Fluidkreislauf erfasst.For example, a higher drive work may be required due to increased wear of the bit. In this embodiment of the invention, it may be provided, for example, that the drive motors are designed as electric motors and the signal recording unit detects the supplied current or that the drive motors are designed as hydraulic motors and the signal recording unit detects the hydraulic pressure in the fluid circuit associated with the drive motor.

Eine weitere Erfindungsvariante kann dadurch gekennzeichnet sein, dass das Maschinenchassis zumindest bereichsweise mittels wenigstens einer Verstelleinrichtung abgestützt ist, dass mittels der Verstelleinrichtung das Maschinenchassis zumindest bereichsweise höhenverstellbar ist, wozu der Verstelleinrichtung ein unter Druck stehendes Fluid zugeordnet ist, und dass die Signalaufnahmeeinheit den Druck im Fluid erfasst.A further variant of the invention may be characterized in that the machine chassis is supported at least in regions by means of at least one adjustment that the machine chassis is at least partially adjustable in height by means of the adjustment, for which the adjustment is associated with a fluid under pressure, and that the signal receiving unit, the pressure in the fluid detected.

Bei dieser Anordnung werden indirekt die beim Fräsprozess auftretenden Kräfte erfasst. Bei nicht verschlissenen, schneidfreudigen Meißeln sind die Schneidkräfte gering. Mit dem Fortschritt des Verschleißes erhöhen sich auch die Schneidkräfte. Der vertikale Anteil der Schneidkräfte ist der Schwerkraft entgegen gerichtet und entlastet somit die Auflast der Verstelleinrichtung, die ansonsten das gesamte Maschinengewicht tragen müsste. Der Druck in dem der Verstelleinrichtung zugeordneten Fluid nimmt proportional zum vertikalen Anteil der Schneidkräfte ab. Alternativ kann dieser Wert auch durch eine Kraftmessung, zum Beispiel mittels eines Dehnmessstreifens, an mindestens einer der Verstelleinrichtungen oder einem sonstigen Bauteil erfolgen.In this arrangement, the forces occurring during the milling process are detected indirectly. For non-worn, cutting chisels, the cutting forces are low. As the wear progresses, the cutting forces also increase. The vertical portion of the cutting forces is directed against gravity and thus relieves the load of the adjustment, which would otherwise have to carry the entire weight of the machine. The pressure in the fluid associated with the adjusting device decreases in proportion to the vertical proportion of the cutting forces. Alternatively, this value can also be effected by a force measurement, for example by means of a strain gauge, on at least one of the adjusting devices or another component.

Es ist auch denkbar, dass die Signalaufnahmeeinheit den Maschinenvorschub erfasst. Dieser kann dann mit den aktuellen Leistungsparametern der Straßenfräsmaschine, insbesondere mit der für die Fräswalze erforderlichen Antriebsleistungen verglichen werden.It is also conceivable that the signal recording unit detects the machine feed. This can then be compared with the current performance parameters of the road milling machine, in particular with the drive power required for the milling drum.

Wenn beispielsweise bei konstanter Antriebsleistung der Maschinen-Vorschub absinkt, kann ein Rückschluss auf einen erhöhten Verschleißzustand gezogen werden.If, for example, the machine feed rate drops at a constant drive power, a conclusion can be drawn about an increased state of wear.

Es lässt sich auch eine kombinierte Verrechnung der folgenden Werte vollziehen: vertikale Kraftrichtung (ermittelt beispielsweise aus der Verstelleinrichtung), horizontale Kraftrichtung (ermittelt beispielsweise aus den Antriebsdaten). Durch Linearkombination kann dann ein Vektor gebildet werden. Dessen Längen- beziehungsweise Richtungsänderung lässt sich als Beurteilungskriterium heranziehen.It is also possible to carry out a combined calculation of the following values: vertical force direction (determined, for example, from the adjustment device), horizontal force direction (determined, for example, from the drive data). By linear combination then a vector can be formed. Its change in length or direction can be used as an assessment criterion.

Gemäß einer bevorzugten Erfindungsvariante kann es vorgesehen sein, dass die Signalaufnahmeeinheit die Schwingung des Maschinenbauteils erfasst. Bei dieser Anordnung wird auf der Erkenntnis aufgebaut, dass unterschiedliche Verschleißzustände auch Einfluss auf das Schwingungsverhalten von einzelnen Maschinenbauteilen haben. Bei dieser Ausgestaltung einer Maschine baut man auf der Erkenntnis auf, dass infolge der gleichförmigen Rotationsbewegung der Fräswalze eine gleichförmige Schwingung ermittelt werden kann. Im unverschlissenen Zustand hat diese Schwingung feste Kenngrößen (Amplitude, Periode). Infolge beispielsweise eines Werkzeugbruches erfährt die Schwingung eine plötzliche Veränderung hin zu einer unregelmäßigen Schwingung vergleichen mit der Schwingung vor dem Bruch.According to a preferred variant of the invention it can be provided that the signal recording unit detects the vibration of the machine component. In this arrangement, based on the knowledge that different wear conditions also have an influence on the vibration behavior of individual machine components. In this embodiment of a machine is based on the knowledge that due to the uniform rotational movement of the milling drum, a uniform vibration can be determined. In the unworn state, this oscillation has fixed characteristics (amplitude, period). As a result of, for example, tool breakage, the vibration undergoes a sudden change to an irregular vibration compared to the vibration before breakage.

Bei gleichmäßig fortschreitendem Verschleiß ändern sich die Kenngrößen allmählich in ihrer Amplitude beziehungsweise in ihrem Betrag. Die Unregelmäßigkeit oder Regelmäßigkeit des Signals ist in diesem Fall von untergeordneter Bedeutung oder ist nicht vorhanden.With uniform progressive wear, the characteristics change gradually in their amplitude or in their amount. The irregularity or regularity of the signal in this case is of minor importance or does not exist.

Vorzugsweise kann es dabei vorgesehen sein, dass die Schwingung mittels eines Wegaufnehmers, eines Geschwindigkeits- oder eines Beschleunigungssensors erfasst ist.Preferably, it may be provided that the vibration is detected by means of a displacement sensor, a speed sensor or an acceleration sensor.

Weitere Erfindungsalternativen können auch dadurch gekennzeichnet sein, dass die Signalaufnahmeeinheit an einer oder mehreren Stellen einer die Fräswalze antreibenden Antriebsanordnung das Antriebsmoment erfasst oder dass die Signalaufnahmeeinheit die Motorkenndaten ermittelt.Further alternative embodiments may also be characterized in that the signal receiving unit detects the drive torque at one or more locations of a drive arrangement driving the milling drum or that the signal recording unit determines the engine characteristic data.

Eine bevorzugte Erfindungsausgestaltung sieht vor, dass die Signalaufnahmeeinheit einen, der Fräswalze zugeordneten Impulsgeber aufweist. Mittels des Impulsgebers kann eine Positionserfassung der Fräswalze durchgeführt werden. Wenn nun das von der Signalaufnahmeeinheit erfasste Signal mit der Information des Impulsgebers verarbeitet wird, dann kann detailliert Rückschluss auf die Position einer Schadstelle, beispielsweise eines gebrochenen Meißels, gezogen werden.A preferred embodiment of the invention provides that the signal receiving unit has a pulse generator associated with the milling drum. By means of the pulse generator, a position detection of the milling drum can be performed. If the signal detected by the signal recording unit is then processed with the information of the pulse generator, then it is possible to draw a detailed conclusion about the position of a damaged area, for example a broken chisel.

Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1
Die Seitenansicht einer Baumaschine, nämlich einer Straßenfräsmaschine,
Figur 2
eine schematische Darstellung einer Fräswalze in Frontansicht,
Figur 2a und 2b
in schematischer Darstellung das mit der Fräswalze gem. Fig. 2 gefräste Oberflächenprofil,
Figur 3
die Fräswalze gem. Fig. 2 jedoch mit einer Defekt-Stelle,
Figur 3a und 3b
in schematischer Darstellung das mit der Fräswalze gem. Fig. 3 gefräste Oberflächenprofil,
Figur 4
die Fräswalze gem. Fig. 2 in Seitenansicht,
Figur 4a
ein an einer, mit der Fräswalze gem. Fig. 4 bestückten Straßenfräsmaschine aufgenommenes Schwingungsbild,
Figur 5
die Fräswalze gem. Figur 3 in Seitenansicht und
Figur 5a
ein an einer, mit der Fräswalze gem. Figur 5 bestückten Straßenfräsmaschine aufgenommenes Schwingungsbild.
The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawings. Show it:
FIG. 1
The side view of a construction machine, namely a road milling machine,
FIG. 2
a schematic representation of a milling drum in front view,
FIGS. 2a and 2b
in a schematic representation of the gem with the milling drum. Fig. 2 milled surface profile,
FIG. 3
the milling drum acc. Fig. 2 however with a defect site,
Figure 3a and 3b
in a schematic representation of the gem with the milling drum. Fig. 3 milled surface profile,
FIG. 4
the milling drum acc. Fig. 2 in side view,
FIG. 4a
one at one, with the milling drum gem. Fig. 4 equipped vibration machine,
FIG. 5
the milling drum acc. FIG. 3 in side view and
FIG. 5a
one at one, with the milling drum gem. FIG. 5 stocked road milling machine recorded vibration image.

Die Seitenansicht einer Straßenfräsmaschine zeigt den prinzipiellen Aufbau und die Komponenten der Maschine. Basis der Maschine ist ein Maschinengestell 10, das von zwei vorderen Fahrwerken 11 und zwei hinteren Fahrwerken 12 getragen wird. Dabei können die Fahrwerke 11 und 12 durch Elektromotore oder Hydraulikmotore in Fahrbewegung versetzt werden. Diese Antriebe arbeiten synchron. Daher genügt es, nur einem Fahrwerk, z.B. 11, Sensoren S6 und S7 zur Erfassung des Stromes bzw. des Druckes und der Geschwindigkeit zuzuordnen.The side view of a road milling machine shows the basic structure and the components of the machine. The basis of the machine is a machine frame 10, which is supported by two front bogies 11 and two rear bogies 12. Here, the trolleys 11 and 12 can be offset by electric motors or hydraulic motors in driving motion. These drives work synchronously. Therefore, it is sufficient to use only one landing gear, e.g. 11, sensors S6 and S7 for detecting the current or the pressure and the speed assign.

Zwischen dem vorderen und dem hinteren Fahrwerk 11 und 12 ist ein Fräskasten 13 am Maschinengestell 10 angebracht. Dieser Fräskasten 13 nimmt mindestens eine Fräswalze mit Meißelhaltern und Meißeln auf. Die Fräswalze wird von einem Antriebsaggregat 16 angetrieben, das einen Dieselmotor aufweist, wobei ein Sensor S8 das übertragene Moment und ein Sensor S10 andere Betriebsdaten, wie Motordrehzahl, Abgastemperatur, Ladedruck und dergleichen erfasst.Between the front and the rear chassis 11 and 12, a milling box 13 is mounted on the machine frame 10. This milling box 13 receives at least one milling drum with chisel holders and chisels. The milling drum is driven by a power plant 16 having a diesel engine, with a sensor S8 detecting transmitted torque and a sensor S10 sensing other operating data such as engine speed, exhaust gas temperature, boost pressure, and the like.

Zwischen dem Fräskasten 13 und dem hinteren Fahrwerk 12 ist am Maschinengestell 10 eine Kamera K angebracht, mit der das Fräsbild erfasst und aufgenommen wird. Das Bild wird auf ein Bildschirmgerät, BS im Fahrerhaus 14 der Maschine übertragen und angezeigt. Der auf dem Fahrersitz 15 sitzende Fahrer kann auf dem im Bereich des Armaturenbrettes 18 angeordneten Bildschirmgerät BS das Fräsbild einsehen und dessen Zustand kontrollieren und Rückschlüsse auf deren Qualität schließen. Dabei kann eine dauernde Kontrolle ablaufen, wenn die Kamera K und das Bildschirmgerät BS während der gesamten Betriebszeit der Maschine eingeschaltet sind. Die Kontrolle kann jedoch auch so abgewandelt sein, dass eine Einschaltung der Geräte und eine Anzeige nur aufgrund einer eingeleiteten Abfrage erfolgt.Between the milling box 13 and the rear chassis 12, a camera K is mounted on the machine frame 10, with which the Fräsbild is detected and recorded. The image is transferred to a display device, BS in the cab 14 of the machine and displayed. The driver sitting on the driver seat 15 can ride on the in Area of the dashboard 18 arranged screen device BS view the Fräsbild and check its condition and infer conclusions on the quality. In this case, a continuous check can take place if the camera K and the video display unit BS are switched on during the entire operating time of the machine. However, the control can also be modified so that the devices are switched on and a display only takes place on the basis of an initiated query.

Am Fräskasten 13 sind Sensoren S2 und S4 untergebracht, die die Fräswalzenposition, den Fräsdruck oder das Fräsmoment erfassen. Ein am Maschinengestell 10 über dem Fräskasten 13 angebrachter Sensor S5 erfasst die Schwingungen des Fräskastens 13 in Fahrtrichtung, quer zur Fahrtrichtung der Maschine und senkrecht zur Fahrbahn.At the milling box 13 sensors S2 and S4 are housed, which detect the Fräswalzenposition, the milling pressure or the milling torque. A mounted on the machine frame 10 above the milling box 13 sensor S5 detects the vibrations of the milling box 13 in the direction of travel, transverse to the direction of travel of the machine and perpendicular to the road.

Das Maschinengestell 10 ist über Höhenverstelleinrichtung gegenüber den Fahrwerken 11 und 12 verstellbar, um die Eingriffstiefe der Fräswalze in die Fahrbahn zu verändern. Die Eingriffstiefe wird mit dem Sensor S1 erfasst. Der Druck der Höheneinstellung ist über Sensoren S9 erfassbar.The machine frame 10 is adjustable by height adjustment relative to the chassis 11 and 12 to change the depth of engagement of the milling drum in the road. The engagement depth is detected with the sensor S1. The pressure of the height adjustment can be detected via sensors S9.

Das abgetragene Fräsgut wird über eine Fördereinrichtung vom Fräskasten 13 abgeführt, wobei diese Fördereinrichtung ein Endlos-Förderband 17 aufweist, das mit einem Ende am Maschinengestell 10 angelenkt ist und wie die Sensoren S11 und S12 zeigen, in der Höhe verstellt und seitlich verschwenkt werden kann, um eine Übernahme durch ein darunter abgestelltes Fahrzeug sicherzustellen, ohne eine Beschädigung des Fahrzeuges und/oder des Endlos-Förderbandes 17 befürchten zu müssen.The removed milled material is discharged via a conveyor from the milling box 13, this conveyor has an endless conveyor belt 17 which is hinged at one end to the machine frame 10 and as the sensors S11 and S12 show, adjusted in height and can be pivoted laterally, to ensure a takeover by a parked under it vehicle without having to fear damage to the vehicle and / or the endless conveyor belt 17.

Die von den Sensoren S1 bis S12 erfassten Messwerte werden auch zum Fahrerhaus 14 übertragen und im Bereich des Armaturenbrettes 18 angezeigt. Dabei können allen Sensoren individuelle Anzeigeelemente zugeordnet werden, die dauernd oder auf Abfrage hin aktivierbar sind. Es kann jedoch auch allen Sensoren nur ein zentrales Anzeigegerät zugeordnet werden, auf dem der abgefragte Messwert angezeigt wird, wobei die Anzeige zudem den vorgegebenen, zulässigen Bereich für den Messwert enthält.The measured values acquired by the sensors S1 to S12 are also transmitted to the driver's cab 14 and displayed in the area of the dashboard 18. It can All sensors are associated with individual display elements that can be activated continuously or on request. However, it is also possible for all sensors to be assigned only one central display device, on which the requested measured value is displayed, the display also containing the predefined permissible range for the measured value.

Unabhängig von der Anzeige können die Messwerte dauernd erfasst und mit den vorgegebenen Messwert-Bereichen verglichen werden. Liegt der Messwert unterhalb oder oberhalb des vorgegebenen Messwertbereiches, dann kann automatisch ein Warnsignal ausgelöst und die Fehlersituation am zentralen Anzeigegerät angezeigt werden.Regardless of the display, the measured values can be continuously recorded and compared with the given measured value ranges. If the measured value is below or above the specified measuring value range, then a warning signal can be automatically triggered and the error situation displayed on the central display device.

Große Abnutzung der Meißel und sonstige Unregelmäßigkeiten im Betrieb wirken sich in großen Veränderungen der überwachten Betriebsdaten aus und werden überwacht, angezeigt und vom Fahrer der Straßenfräsmaschine wahrgenommen, der daraufhin Maßnahmen zur Fehlersuche und Fehlerbeseitigung einleiten kann. Dies erleichtert das Arbeiten mit der Straßenfräsmaschine erheblich und stellt sicher, dass Komponenten der Maschine nicht überlastet, beschädigt oder gar zerstört werden.Large chisel wear and other operational irregularities affect large changes in the monitored operational data and are monitored, displayed and perceived by the driver of the road milling machine, who can then initiate troubleshooting and troubleshooting. This greatly facilitates working with the road milling machine and ensures that components of the machine are not overloaded, damaged or even destroyed.

In den Figuren 2 bis 3b ist zur Verdeutlichung der optischen Fräsbildüberwachung einer Fräswalze 30 zunächst im unverschlissenen Zustand (Figur 2) gezeigt. Wie diese Darstellung erkennen lässt, sind sämtliche Meißelhalter 31 mit Rundschaftmeißeln 32 bestückt. Mit einer derartigen Fräswalze 30 ergibt sich das in den Figuren 2a und 2b gezeigte Fräsbild A.In the Figures 2 to 3b is to clarify the optical Fräsbildüberwachung a milling drum 30 initially in the unworn state ( FIG. 2 ). As can be seen from this illustration, all chisel holders 31 are equipped with round shank chisels 32. With such a milling drum 30 results in the FIGS. 2a and 2b shown milling pattern A.

Tritt an der Fräswalze 30 ein Meißelverlust, beispielsweise infolge eines Werkzeugbruches auf, so ergibt sich das in den Figuren 3a und 3b gezeigte Fräsbild B. Insbesondere in der vergrößerten Darstellung gemäß Figur 3b lässt sich deutlich erkennen, dass an der Stelle, welche infolge des Meißelverlustes nicht bearbeitet wurde, eine Materialerhöhung P im Straßenbelag verbleibt. Diese kann optisch mit einer Kamera K erfasst werden.Occurs at the milling drum 30 a chisel loss, for example, due to a tool breakage, this results in the FIGS. 3a and 3b shown Fräsbild B. Especially in the enlarged view according to FIG. 3b can be clearly seen, that at the point which was not processed as a result of the chisel loss, a material increase P remains in the road surface. This can be detected optically with a camera K.

In den Figuren 4 und 5 sind wieder die in den Figuren 2 und 3 bereits dargestellten Fräswalzen 30, diesmal in Seitenansicht gezeigt. Die Figuren 4a und 5a veranschaulichen das Schwingungsbild, das von einem entsprechenden Sensor aufgenommen wurde.In the FIGS. 4 and 5 are again in the FIGS. 2 and 3 Milling rollers 30 already shown, this time shown in side view. The FIGS. 4a and 5a illustrate the vibration image taken by a corresponding sensor.

Claims (17)

Baumaschine, insbesondere eine Straßenfräsmaschine mit einer Fräswalze, die mit einer Vielzahl von Meißeln bestückt ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Erkennungseinrichtung optisch das von der Fräswalze erzeugte Fräsbild zumindest bereichsweise erfasst.Construction machine, in particular a road milling machine with a milling drum, which is equipped with a plurality of chisels,
characterized,
that a detection device optically detects the milling image generated by the milling drum at least partially. Baumaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Erkennungseinrichtung eine oder mehrere Kameras K aufweist.Construction machine according to claim 1,
characterized,
that the recognition means comprises one or more cameras K. Baumaschine nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Erkennungseinrichtung wenigstens einen Wegmesser aufweist, der die Frästiefe ermittelt.Construction machine according to claim 1 or 2,
characterized,
that the recognition device has at least one odometer, which determines the milling depth. Baumaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass wenigstens einem am Arbeitsprozess direkt oder indirekt beteiligten Maschinen-Bauteil oder einem sonstigen Maschinenbauteil mindestens eine Signalaufnahmeeinheit zugeordnet ist,
dass die Signalaufnahmeeinheit einen Betriebszustand des Maschinenbauteils erfasst, und
dass die Signalaufnahmeeinheit über eine Signalverarbeitungsanordnung an eine Signal-Ausgabeeinrichtung angeschlossen ist.Construction machine according to one of claims 1 to 3,
characterized,
at least one signal recording unit is assigned to at least one machine component or another machine component that is directly or indirectly involved in the work process,
that the signal recording unit detects an operating state of the machine component, and
that the signal recording unit is connected via a signal processing arrangement to a signal output means. Baumaschine nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Signalaufnahmeeinheit den Betriebszustand des Maschinenbauteils kontinuierlich oder in vorgegebenen Messintervallen erfasst.Construction machine according to claim 4,
characterized,
that the signal receiving unit detects the operating state of the machine part continuously or at predetermined measurement intervals. Baumaschine nach einem der Ansprüche 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass das von der Signalaufnahmeeinheit aufgenommene Signal einer Auswertschaltung zugeleitet ist,
dass die Auswertschaltung das aufgenommene Signal mit einem Vorgabewert vergleicht und ein Differenzsignal aus dem aufgenommenen Signal und dem Vorgabewert bildet.Construction machine according to one of claims 4 or 5,
characterized,
that the signal received by the signal recording unit is fed to an evaluation circuit,
that the evaluation circuit compares the received signal with a default value and forms a difference signal from the recorded signal and the default value. Baumaschine nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Vorgabewert mittels einer Erfassungsschaltung empirisch ermittelbar ist, und
dass der Vorgabewert mittels der Erfassungsschaltung in die Auswertschaltung einlesbar ist.Construction machine according to claim 6,
characterized,
that the default value can be determined empirically by means of a detection circuit, and
that the preset value by means of the detection circuit is read into the evaluating circuit. Baumaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass sie ein Maschinengestell (10) aufweist, das von einem Fahrwerk (11, 12) getragen ist, wobei dem Fahrwerk ein oder mehrere Antriebsmotoren zugeordnet sind, und
dass vorzugsweise die Signalaufnahmeeinheit die Leistungsparameter, insbesondere die Leistungsaufnahme des Antriebsmotores erfasst.Construction machine according to one of claims 1 to 7,
characterized,
that it comprises a machine frame (10), which is supported by a chassis (11, 12), wherein the chassis one or more drive motors are assigned, and
in that the signal receiving unit preferably detects the power parameters, in particular the power consumption of the drive motor. Baumaschine nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Antriebsmotoren als Elektromotoren ausgebildet sind und die Signalaufnahmeeinheit den zugeführten Strom erfasst oder dass die Antriebsmotoren als hydraulische Motoren ausgebildet sind und die Signalaufnahmeeinheit den hydraulischen Druck in den dem Antriebsmotor zugeordneten Fluidkreislauf erfasst.Construction machine according to claim 8,
characterized,
that the drive motors are formed as electric motors and the signal receiving unit detects the current supplied or that the drive motors are formed as hydraulic motors and the signal receiving unit detects the hydraulic pressure in the associated drive motor fluid circuit. Baumaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Maschinengestell (10) zumindest bereichsweise mittels wenigstens einer Verstelleinrichtung (20) abgestützt ist,
dass mittels der Verstelleinrichtung (20) das Maschinengestell (10) zumindest bereichsweise höhenverstellbar ist, wozu der Verstelleinrichtung (20) ein unter Druck stehendes Fluid zugeordnet ist, und dass vorzugsweise die Signalaufnahmeeinheit den Druck im Fluid erfasst.Construction machine according to one of claims 1 to 9,
characterized,
that the machine frame (10) is at least partially supported by at least one adjusting device (20),
in that the machine frame (10) is height adjustable at least in regions by means of the adjusting device (20), to which end the adjusting device (20) is assigned a pressurized fluid, and in that preferably the signal recording unit detects the pressure in the fluid. Baumaschine nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Höhenverstellung der Verstelleinrichtung (20) mittels eines Kraftmessers, beispielsweise eines Dehnmeßstreifens, ermittelbar ist.Construction machine according to claim 10,
characterized,
that the height adjustment of the adjusting device (20) by means of a dynamometer, such as a strain gauge, can be determined. Baumaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Signalaufnahmeeinheit den Maschinenvorschub erfasst.Construction machine according to one of claims 4 to 11,
characterized,
that the signal receiving unit to the machine feed detected. Baumaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Signalaufnahmeeinheit die Schwingung des Maschinenbauteils erfasst.Construction machine according to one of claims 4 to 12,
characterized,
that the signal receiving unit detects the vibration of the machine component. Baumaschine nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Schwingung mittels eines Wegaufnehmers, eines Geschwindigkeits- oder eines Beschleunigungssensors erfasst ist.Construction machine according to claim 13,
characterized,
that the vibration is detected by means of a displacement transducer, a speed sensor or an acceleration sensor. Baumaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Signalaufnahmeeinheit zur Positionsbestimmung einen, der Fräswalze zugeordneten, Impulsgeber aufweist.Construction machine according to one of claims 4 to 14,
characterized,
that the signal receiving unit associated with one of the milling drum for position determination, comprising pulse generator. Baumaschine nach einem der Ansprüche 4bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Signalaufnahmeeinheit eine oder mehrere Motorkenndaten ermittelt.Construction machine according to one of claims 4 to 15,
characterized,
that the signal receiving unit determines one or more engine parameters. Baumaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Fräswalze über eine Antriebsanordnung angetrieben ist, und dass die Signalaufnahmeeinheit an einer oder mehreren Stellen der Antriebsanordnung das Antriebsmoment erfasst.Construction machine according to one of claims 4 to 16,
characterized,
in that the milling drum is driven via a drive arrangement, and in that the signal receiving unit detects the drive torque at one or more locations of the drive arrangement.
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