EP3168367B1 - Selbstfahrende bodenfräsmaschine und verfahren zum bearbeiten einer verkehrsfläche - Google Patents

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EP3168367B1
EP3168367B1 EP16195180.1A EP16195180A EP3168367B1 EP 3168367 B1 EP3168367 B1 EP 3168367B1 EP 16195180 A EP16195180 A EP 16195180A EP 3168367 B1 EP3168367 B1 EP 3168367B1
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EP
European Patent Office
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hold
down device
milling machine
traffic surface
self
Prior art date
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Active
Application number
EP16195180.1A
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English (en)
French (fr)
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EP3168367A1 (de
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Christian Berning
Philip Verhaelen
Cyrus Barimani
Günter HÄHN
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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Filing date
Publication date
Application filed by Wirtgen GmbH filed Critical Wirtgen GmbH
Publication of EP3168367A1 publication Critical patent/EP3168367A1/de
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Publication of EP3168367B1 publication Critical patent/EP3168367B1/de
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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
    • 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
    • E01C23/12—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 taking-up, tearing-up, or full-depth breaking-up paving, e.g. sett extractor
    • E01C23/122—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 taking-up, tearing-up, or full-depth breaking-up paving, e.g. sett extractor with power-driven tools, e.g. oscillated hammer apparatus
    • E01C23/127—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 taking-up, tearing-up, or full-depth breaking-up paving, e.g. sett extractor with power-driven tools, e.g. oscillated hammer apparatus rotary, e.g. rotary hammers

Definitions

  • the invention relates to a self-propelled ground milling machine, in particular road milling machine or recycler, which has a machine frame supported by drives and a machine frame arranged in a roll housing work roll, wherein in the direction of the work roll against the traffic surface in height adjustable hold-down is arranged.
  • the invention relates to a method for processing a traffic surface with a self-propelled soil milling machine, in particular road milling machine or recycler, in which the traffic surface is processed with a arranged in a roll housing work roll, wherein working in front of the work roll surface with respect to the traffic in the Height adjustable hold-down is arranged.
  • the known self-propelled floor milling machines have a machine frame, which is supported by a chassis, which has front and rear drives, and arranged on the machine frame working device for processing a traffic area, for example, for removing damaged traffic areas or recycling existing traffic areas.
  • the working device may have a milling and / or cutting roller.
  • the individual drives of the ground milling machine are associated with lifting devices which can each be extended or retracted so that the machine frame can be lowered or raised relative to the ground surface.
  • the milled material is discharged via a transport device in the working direction behind the machine, where it can be loaded onto a subsequent transport vehicle, while in a front-loading road milling machine, the milled material is removed via the front.
  • the work roll is arranged in a roll housing, which in the working direction in front of the work roll of a height adjustable with respect to the traffic surface hold-down and in the working direction behind the Work roll is closed by a height-adjustable wiper.
  • a height-adjustable edge protection can be located on each side of the roller housing.
  • the height of hold-down, scraper and edge protection is usually set during the milling process so that hold-down and edge protection rest on the traffic surface while the scraper runs behind the milling drum in the milling track.
  • the material comminuted by the work roll collects in the roll housing.
  • the milled material can remain with scraper raised the milling track or removed with a transport device from the roll housing and loaded onto a transport vehicle to a recycling process for the production of new road construction material can be supplied.
  • the milled material can also already be processed during the milling process.
  • a front-loading road milling machine with a arranged in a roll housing milling drum is for example from the DE 198 14 053 A1 known.
  • the arranged in the direction of the front of the milling drum hold-down is adjustable relative to the ground in height.
  • a machine frame attached to the piston-cylinder assembly is provided. If necessary, the hold-down can only be raised, but not pressed down.
  • a road milling machine which has a device for adjusting the height of the scraper or edge protection.
  • the scraper or edge protection is in a floating position, so that the scrapers or edge protection rest on the ground.
  • the scraper or edge protection is in the floating position with its weight on the ground.
  • a predetermined force can be applied, which is greater than the weight.
  • the DE 10 2012 012 397 A1 deals with the problem that the scraper or edge protection can hit obstacles during the feed of the road milling machine.
  • the device for raising and lowering the scraper or edge protector therefore has a measuring unit which detects horizontal forces acting on the scraper or edge protector. If the horizontal force component is greater than a predetermined limit, the scraper or edge guard is raised. This ensures that scrapers or edge protection avoid obstacles.
  • the scraper disposed behind the milling drum is generally not designed to follow bumps, since the scoring track behind the milling drum is largely flat.
  • arranged in front of the milling drum hold-down is designed to follow bumps.
  • the hold-down device generally has runners designed as wear elements, so that the hold-down device can slide over unevennesses ( US 2013/0234495 A1 ).
  • the invention has for its object to provide a self-propelled soil milling machine, with which the above-described disadvantages of the prior art are avoided and the working process is improved in the operation of the work roll.
  • the invention is also based on the object of specifying a method for processing a traffic area, with which the disadvantages described above are avoided.
  • the invention has for its object to prevent the floe formation during the milling process, so that can be achieved reproducible milling results.
  • the self-propelled floor milling machine in particular road milling machine or recycler, has a machine frame carried by drives and a work roll, which is arranged on the machine frame in a roll housing, being arranged in working device in front of the work roll over the traffic surface in height adjustable hold-down.
  • the Bodenfräsmaschine has means for height adjustment of the blank holder and a drive unit for driving the drives and the work roll on.
  • the device for adjusting the height of the hold-down can be designed differently.
  • a device for adjusting the height of the hold-down means any device with which the hold-down in height relative to the Traffic surface can be adjusted, wherein the hold-down can be pressed onto the traffic area with a predetermined force or raised.
  • the device for adjusting the height of the hold-down device may, for example, have one or more piston / cylinder arrangements in order to be able to apply forces to the hold-down device in the direction of the traffic surface or in the opposite direction.
  • the drive unit for the drives and the work roll can have different drive units or drive lines for driving the drives and the work roll.
  • the drives can be crawler drives or wheels.
  • the hold-down also has the task of acting as a "counter-cutting edge" with respect to the work roll.
  • the hold-down device can generally prevent the break-up of lumps from the road surface.
  • the force exerted by the hold-down on the road surface can not be sufficient for the hold-down to act as a counter-cutting edge to the milling drum.
  • part of the road surface can thus be pushed upwards and the hold-down device raised.
  • it is possible to counteract this effect by increasing the contact pressure of the hold-down.
  • this measure would result in increased wear on the hold-down, since the hold-down would then constantly slide with an increased contact force over the floor surface.
  • the self-propelled floor milling machine is characterized by a monitoring system for monitoring the working process, which has a detection unit which is designed such that a physical quantity is detected, which is characteristic of a malfunction of the working process.
  • This disorder is characterized by the fact that during the processing of the traffic area with the work roll fragments are broken out of the traffic area, which apply a compressive force on the height-adjustable hold-down.
  • the compressive force exerted by the fragments on the movable hold-down means that the hold-down in a raised position relative to the traffic surface is pressed. As a result, the disturbance of the work process can first be detected.
  • the device for adjusting the height of the hold-down is designed such that on the hold-down against the force applied by the fragments pressure applied contact pressure is applied when the detection unit detects the disturbance of the working process.
  • this compressive force By applying this compressive force, the resulting fragments are first held in position with the holding-down device and thus prevented from being pushed in front of the milling roller. Furthermore, this ensures that the fragments are successively crushed and not captured as a whole by the milling drum and accelerated in the milling drum housing. Overall, the applied pressure force thus leads to the fact that the milling process can be continued substantially without impairment despite the breaking out of large fragments or clods.
  • the contact pressure of the hold-down should preferably be such that the gap between the lower edge of the blank and the surface of the traffic area is as small as possible or the hold-down rests on the traffic surface to escape the milling material from the Fräswalzengephaseuse to prevent.
  • the contact pressure for reasons of a Unnecessary energy consumption of the drive unit or the wear of the blank holder be sized not too large.
  • a significant advantage of the adjustment of the contact pressure of the blank holder according to the invention is that the increase of the contact pressure is fully automatic only when needed without any intervention of the machine operator in the control of the machine. The machine operator can thus concentrate on the actual control of the machine. The wear on the relevant components of the ground milling machine is significantly lower than when the contact pressure of the blank holder is permanently increased during the entire milling process.
  • the hold-down is designed such that it constantly rests with a predetermined force, in particular with its weight in a floating position on the traffic surface. Therefore, the hold-down is subject to some wear.
  • the adjustment according to the invention of the contact pressure of the hold-down device allows the operation of the hold-down device in the floating position with a reduced contact force on the traffic surface, if a clod formation does not occur.
  • the hold-down in the floating position can be easily raised against its weight, so that it slides with less force than its weight over the traffic area.
  • the contact force is only increased when a floe occurs. As a result, the wear on the hold-down can be reduced.
  • a further preferred embodiment of the invention provides that the device for height adjustment of the hold-down is designed such that on the hold-down against the pressure force directed contact pressure for a predetermined time interval is applied. After the specified time interval has elapsed, it can be checked whether disturbances in the milling process occur again when the contact pressure is reduced. Should it again come to disruptions in the milling process, the contact pressure is increased again. The hold-down device will therefore be operated with increased contact pressure only if a Schollen Struktur shows.
  • a particularly preferred embodiment provides that the device for adjusting the height of the hold-down is designed such that the contact pressure directed against the pressure force is increased as long as the detection unit detects disturbances of the working process.
  • the contact pressure can be increased gradually or continuously.
  • the hold-down in a floating position initially rest only with its own weight on the traffic surface. In a floe formation is then exerted by the device for height adjustment, an additional contact force on the hold-down.
  • the holddown initially rests with a lower weight than its own weight on the traffic area, d. H. the hold-down is relieved, is dispensed in a first step on the discharge of the hold and then a predetermined contact force is applied, which is optionally increased until it no longer comes to floe formation.
  • the occurrence of a characteristic physical quantity that is undetectable in a proper state, or the change of a characteristic physical quantity that is also detectable in a proper state can be evaluated.
  • the detection unit may have an evaluation unit which is designed such that at least one value of the physical variable characteristic for the disturbance of the working process is compared with at least one value of the physical variable which occurs in a proper state.
  • the comparison variable may be a predetermined limit. If several values are evaluated, known statistical evaluation methods can be used, for example averaging can take place. Also, upper and lower limits can be defined.
  • the recognition of the disturbance of the working process, ie the formation of floes, is also possible because different characteristic physical quantities are evaluated. If several physical values are the basis of the evaluation, the redundancy can be increased for the detection of the disturbance.
  • the detection unit has a measuring unit which is designed such that a movement of the blank holder is detected as a result of a compressive force acting on the hold-down, if broken out during the processing of the traffic area with the work roll fragments from the traffic area become.
  • the reaction of the movable blank holder is detected on the floe formation.
  • the movement of the hold-down can be detected, for example, directly on the hold-down or parts connected to the hold-down or indirectly in the hydraulic system of the device for height adjustment of the hold-down.
  • the measuring unit for detecting the movement of the blank holder has a Wegumblensensor, which measures the distance to which the holddown against the traffic area due to the breaking out of fragments lifted from the traffic area becomes.
  • the evaluation unit of the detection unit is designed such that the amount of the distance by which the hold-down is raised, is compared with a predetermined limit, wherein the disturbance of the working process is concluded when the amount of the distance is greater than the limit.
  • the distance can be measured on the hold-down device itself or on components associated with the hold-down device. For example, if the hold-down is connected to a piston / cylinder arrangement, movement of the piston or cylinder of the piston / cylinder arrangement or relative movement of the piston and cylinder can also be detected.
  • a particularly preferred embodiment provides that the temporal change of the distance, d. H. the acceleration of the holddown is detected.
  • the temporal change of the distance is compared with a limit value. If the limit value is exceeded, it is then concluded that the work process is disrupted. Slow changes in the height of the hold-down can also have other causes, but a floe formation leads to sudden changes in height.
  • the detection unit has a measuring unit which has a force sensor which measures a pressure force acting on the hold-down device.
  • the force sensor may be provided on the hold-down itself or on components that are in communication with the hold-down. Instead of a force measurement with a force sensor, for example, the pressure in the hydraulic system of the device for height adjustment of the hold-down can be measured.
  • the evaluation unit of the detection unit is designed such that the amount of pressure acting on the hold-down pressure force is compared with a predetermined limit, which is closed to the disturbance of the working process when the amount of pressure force is greater than the limit.
  • the force sensor can be designed such that a force component acting on the hold-down device in the vertical direction is measured.
  • the detection of the disturbance can also be done with the detection of only minor movements of the blank holder, ie shocks and / or vibrations to which the hold-down is exposed when breaking the fragments out of the traffic area.
  • shocks and / or oscillations transmitted directly from the floes to the downholder can be detected, in particular, at the downholder itself.
  • the shocks and / or vibrations can also be detected on other components of the machine, as the shocks and / or vibrations transmitted to the machine frame on which the hold-down is located, for example via a height-adjustable leadership of the blank holder on the machine frame.
  • the detection unit preferably has a measuring unit which has a shock sensor and / or vibration sensor which is arranged in particular on the hold-down device is.
  • the evaluation unit of the detection unit is designed such that the amplitude of the shocks and / or vibrations is compared with a predetermined limit value, it being concluded that the disturbance of the working process when the magnitude of the amplitude is greater than the limit value.
  • the detection unit may also have a filter which prevents the detection of the introduced for example by the drive unit or the rotation of the milling drum in the system shocks or vibrations.
  • a vibration sensor for detecting the frequency of shocks and / or vibrations will in practice detect relatively high-frequency oscillations generated, for example, by the motor and / or the milling drum.
  • the break-up of floes can be detected by detecting shocks and / or vibrations whose frequency is lower than the frequency of the relatively high-frequency oscillations detected during proper operation. Impacts and / or vibrations with relatively low frequencies occur, for example, when broken plaques strike against the hold-down again and again.
  • the detection unit has a measuring unit which is designed such that power fluctuations of the drive unit and / or Torque fluctuations in the drive train due to the breaking out of debris from the traffic area are detected.
  • the evaluation unit of the detection unit is preferably designed such that, in the event of a line fluctuation or torque fluctuation, the disturbance of the milling process is closed by a predetermined amount.
  • Fig. 1 shows as an example of a self-propelled ground milling machine, a road milling machine for milling road surfaces made of asphalt, concrete or the like.
  • the road milling machine has a machine frame 2 carried by a chassis 1.
  • the chassis 1 comprises front and rear drives 1A, 1B, which are arranged on the right and left sides of the machine frame 2 in the working direction A.
  • the drives 1A, 1 B are attached to lifting columns 3A, 3B, which are mounted on the machine frame 2, so that the machine frame 2 with respect to the traffic surface 13 in height is adjustable.
  • the road milling machine has a work roll 4, which is equipped with milling tools, not shown.
  • the milling drum 4 is arranged on the machine frame 2 between the front and rear drives 1A, 1B in a milling drum housing 5.
  • the axis of rotation of the milling drum runs transversely to the working direction A of the milling machine.
  • the Fräswalzengeophuse 5 is at the front in the working direction A side of a in Fig. 1 not shown down device 11 and at the back of a in Fig. 1 not shown scraper 12 is closed ( Fig. 3A ).
  • On the longitudinal sides of the roller housing is closed by an edge protection 6.
  • the milled material can be removed with a transport device 7.
  • Above the Fräswalzengephinuses 5 is located on the machine frame 2 of the control station. 8
  • the road milling machine has a drive unit 9, which has an internal combustion engine 10.
  • the internal combustion engine 10 drives not only the milling drum 4 but also the drives 1A, 1B and other units of the milling machine.
  • a first drive train I To transmit the drive power from the engine 10 to the drives 1A, 1B is a first drive train I, while for transmitting the drive power to the Milling roller 4, a second drive train II is used.
  • the first drive train I is in the present embodiment, a hydraulic drive train and the second drive train II, a mechanical drive train.
  • the drive trains I and II may each comprise one or more transmissions ( Fig. 2 ).
  • Fig. 3A shows a highly simplified schematic representation of the Fräswalzengeophuses 5 and the milling drum 4.
  • the Fräswalzengeophuse 5 is closed at the front in the working direction A side of the hold-11.
  • the hold-down 11 may also have skids.
  • Such hold-downs which may consist of one or more parts, belong to the prior art.
  • the milling drum housing 5 is closed by the scraper 12.
  • the hold-down 11 is located with its lower edge on the traffic area 13 and is adjustable in height.
  • the scraper 12 is also adjustable in height.
  • the milled material remains in the milling track. During the milling process, the milled material but also with an in FIG. 3 Not shown transport device 7 are removed from the Fräswalzengeophuse 5.
  • Fig. 4 shows a view of the blank holder and a device 14 for height adjustment of the blank holder 11 against the working direction A of the road milling machine in a highly simplified representation.
  • the hold-down 11 extends transversely to the direction of the road milling machine.
  • the device for adjusting the height of the hold-down comprises a hydraulic unit 15 and a piston / cylinder unit 16, which in the present embodiment comprises two piston / cylinder assemblies 16A, 16B, which are spaced apart on both sides of the blank holder 11.
  • the height-adjustable hold-down 11 is guided in lateral guides 17 on the machine frame 2.
  • the cylinders 16AA, 16BA of the piston / cylinder assemblies 16 on the machine frame 2 and the pistons 16AB, 16BB of the piston / cylinder assemblies 16 are fixed to the hold-down 11 so that the hold-down 11 is actuated by actuation of the pistons / cylinders Arrangements 16 can be raised or lowered.
  • the piston / cylinder assemblies 16 are operated with the hydraulic unit 15.
  • the upper cylinder chambers of the two piston-cylinder assemblies 16 are via a first hydraulic line 18 and the lower cylinder chambers of the piston-cylinder assemblies 16 are short-circuited via a second hydraulic line 19.
  • a third hydraulic line 20 leads from the first hydraulic line 18, and a fourth hydraulic line 21 leads from the second hydraulic line 19 to a hydraulic valve arrangement 22 which is actuated by a central control unit 27 which can be part of the central control unit of the road milling machine.
  • the hold-down 11 can be in a floating position, so that the hold-down 12 rests on the surface of the traffic area 13 with its weight.
  • the hydraulic valve assembly 22 connects the third and fourth hydraulic lines 20, 21 via a tank line 23 to a hydraulic tank 24, so that the upper and lower cylinder chambers of the hydraulic cylinders 16AA, 16BA are not pressurized. Since no specific hydraulic force acts on the pistons, the pistons in the cylinders can shift, so that the hold-down device 11 can move downwards due to its weight and can slide over the traffic surface 13.
  • the device 14 for height adjustment also allows the application of a defined contact pressure on the hold-down 11, which is greater than the weight in the floating position.
  • the hydraulic valve assembly 22 connects the third hydraulic line 20 via a pressure line 25 with a pressure medium source 26 and the fourth hydraulic line 21 via the tank line 23 to the hydraulic tank 24, so that the hold-down 11 is pressed with a defined pressure force down on the traffic area 13 , wherein the contact pressure is predetermined by the pressure medium source 26.
  • the hydraulic valve assembly 22 connects the third hydraulic line 20 to the hydraulic tank 24 and the fourth hydraulic line 21 to the pressure medium source 26th
  • FIGS. 5A and 5B and the Figures 6A and 6B show a schematic representation of the work roll 4 and the hold-down 11 in the plan view and the front view, being in the Figures 5A and 6A no larger fragments (floes) are broken out of the traffic area, whereas in the FIGS. 5B and 6B break larger fragments 13A (floes) out of the traffic area.
  • Fig. 3B shows the Fräswalzengephinuse 11 with the work roll 4 and the hold-down 11 in the side view when a floe 13 A breaks out of the traffic area 13.
  • the self-propelled floor milling machine also has a monitoring system 28 for monitoring the working process to detect breakage of debris from the traffic area 13. If fragments should break out of the traffic area during the milling process, the clods bring a compressive force on the hold-down 11, which is greater than the weight with which the hold-down 11 rests in the floating position on the traffic area. Consequently, the hold-down 11 is pushed up by the clods. This unwanted condition is detected by the monitoring system 28.
  • Fig. 7 shows a schematic diagram of the monitoring system 28 and the device 14 for height adjustment of the blank holder.
  • the monitoring system 28 has a detection unit 29, which detects a physical quantity that is characteristic of the disturbance of the milling process.
  • the detection unit 29 has a measuring unit 30 and an evaluation unit 31.
  • the measuring unit 30 has a sensor or a plurality of sensors 32, 33, 34, 35, 36 (FIG. 2) for detecting the physical variable which is characteristic for the disturbance of the working process. Fig. 2 ) on.
  • the sensor of the measuring unit 30 is an odometer sensor 32, which measures the distance that the blank holder is raised from the position occupied by the blank holder in the floating position.
  • Fig. 4 shows in dashed lines the lower edge of the hold 11, which is raised from the floating position of a floe by the distance ⁇ ( Fig. 6B ).
  • the path sensor 32 may be arranged, for example, in the region of the lateral guides 17 between the machine frame 2 and the downholder 11.
  • the measuring unit 30 is connected to the evaluation unit 31 via a data line 37, so that the evaluation unit 31 can evaluate the measured values of the measuring unit 30.
  • the evaluation unit 31 is configured such that the measured distance is compared with a limit value.
  • the evaluation unit 31 If the distance is greater than the limit value, the evaluation unit 31 generates a control signal for the control unit 27, with which the hydraulic valve assembly 22 is driven such that the hydraulic valve assembly, the third hydraulic line 20 with the pressure medium source 26 and the fourth hydraulic line 21 with the hydraulic tank 24 connects, so that the hold-down 11 is pressed with a predetermined pressure from the source 16 pressure force on the traffic surface 13.
  • the hold-down 11 is thus again in the previously assumed position in which it rests firmly on the traffic surface 13, so that the large fragments 13A not pushed in the direction of the Fräswalzengephinuse or captured by the milling drum and uncontrolled pulled into the milling drum housing. In addition, the further breaking out of fragments is avoided.
  • the evaluation unit 31 can generate a control signal for the control unit 22, with which the hydraulic valve assembly 22 is controlled such that the third and fourth hydraulic line 20, 21 are connected to the hydraulic tank 24, so that the upper and lower Cylinder chambers of the hydraulic cylinders 16AA, 16BA are not subjected to the system pressure and the hold-down 11 is again in the floating position in which it is no longer pressed with the increased pressure force on the ground. If a floe formation should not occur after the specified time interval has elapsed, the hold-down no longer has any force that could push it upwards. On the other hand, kick Furthermore, a lump formation on, the resulting upward movement of the blank holder 11 is detected by the monitoring system 28, after which the contact pressure is increased again.
  • the evaluation unit 31 is configured such that the temporal change of the measured distance, ie. H. the acceleration of the hold 11, is calculated.
  • the evaluation unit 31 compares the temporal change of the distance with a limit value. If the distance is greater than the limit, the evaluation unit 31 generates the control signal for the control unit 27, so that the hold-down 11 is pressed onto the traffic area 13 with a predetermined pressure force.
  • the contact pressure of the hold-down 11 is determined by the working pressure with which the pressure medium source 26, the piston-cylinder assemblies 16A, 16B applied.
  • the pressure can be increased immediately after exceeding the limit value to a predetermined maximum pressure or increased stepwise or continuously to the maximum pressure until disturbances of the milling process are no longer detected by the detection unit.
  • the sensor of the measuring unit is a force sensor 33, which measures a pressing force acting on the hold-down device with which the hold-down device is pushed upward when fragments are broken out of the traffic area.
  • the force sensor 33 is preferably arranged or arranged so that only a substantially vertical force component is measured, which can be applied by fragments on the hold-down.
  • the force sensor 33 can be arranged, for example, in the region of the lateral guides 17 between the machine frame 2 and the hold-down 11 ( Fig. 4 ).
  • the measured pressure force evaluates the evaluation unit 31 in an analogous manner as the path length.
  • the evaluation unit 31 concludes the fault in the milling process and generates the control signal, so that the hold-down 11 is pressed onto the traffic surface 13 with the predetermined pressure force.
  • the measuring unit 30 has a shock sensor 34 and / or a vibration sensor which measures impacts and / or vibrations of the hold-down 11 as a result of the breaking out of fragments from the traffic area 13.
  • the shock sensor and / or vibration sensor 34 is preferably arranged on the hold-down 11, since the hold-down 11 is directly exposed to collisions when breaking out the clods or vibrations are transmitted directly to the hold-down.
  • the evaluation unit 31 compares the amplitude of the shocks and / or vibrations with a predetermined limit, in an analogous manner, the contact pressure of the blank holder 11 is increased when the limit value is exceeded for a predetermined time interval.
  • shocks or vibrations can alternatively be detected in the hydraulic system of the device 14 for height adjustment of the blank holder 11.
  • one or more pressure sensors for measuring fluctuations of the hydraulic pressure in the hydraulic system can be provided.
  • the evaluation unit 31 is designed such that it is concluded that a malfunction of the working process, when the shocks and / or vibrations in a characteristic frequency range.
  • the characteristic of a disturbance of the working process frequency range can be determined for example in experiments.
  • the monitoring system monitors the drive unit 9 of the road milling machine.
  • the breaking out of a floe results in a short-term performance loss.
  • line fluctuations of the internal combustion engine 4 are monitored to detect the disturbance of the milling process, resulting in a short-term fluctuation of the engine speed.
  • the measuring unit 30 has a rotational speed sensor 35, which measures the rotational speed of the internal combustion engine 10. If the speed fluctuations exceed a limit, the contact pressure of the blank holder 11 is increased.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine selbstfahrende Bodenfräsmaschine, insbesondere Straßenfräsmaschine oder Recycler, die über einen von Laufwerken getragenen Maschinenrahmen und eine am Maschinenrahmen in einem Walzengehäuse angeordnete Arbeitswalze verfügt, wobei in Arbeitsrichtung vor der Arbeitswalze ein gegenüber der Verkehrs fläche in der Höhe verstellbarer Niederhalter angeordnet ist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Bearbeiten einer Verkehrs fläche mit einer selbstfahrenden Bodenfräsmaschine, insbesondere Straßenfräsmaschine oder Recycler, bei dem die Verkehrs fläche mit einer in einem Walzengehäuse angeordneten Arbeitswalze bearbeitet wird, wobei in Arbeitseinrichtung vor der Arbeitswalze ein gegenüber der Verkehrs fläche in der Höhe verstellbarer Niederhalter angeordnet ist.
  • Die bekannten selbstfahrenden Bodenfräsmaschinen verfügen über einen Maschinenrahmen, der von einem Fahrwerk getragen wird, das vordere und hintere Laufwerke aufweist, und eine am Maschinenrahmen angeordnete Arbeitseinrichtung zur Bearbeitung einer Verkehrsfläche, beispielsweise zum Abtragen schadhafter Verkehrsflächen oder Wiederaufbereitung bestehender Verkehrsflächen. Die Arbeitseinrichtung kann eine Fräs- und/oder Schneidwalze aufweisen. Den einzelnen Laufwerken der Bodenfräsmaschine sind Hubeinrichtungen zugeordnet, die jeweils ein- bzw. ausgefahren werden können, so dass der Maschinenrahmen gegenüber der Bodenoberfläche abgesenkt bzw. angehoben werden kann. Bei einer Hecklader-Straßenfräsmaschine wird das Fräsgut über eine Transporteinrichtung in Arbeitsrichtung hinter die Maschine abgeführt, wo dieses auf ein nachfolgendes Transportfahrzeug verladen werden kann, während bei einer Frontlader-Straßenfräsmaschine das Fräsgut über die Vorderseite abgeführt wird.
  • Bei Straßenfräsmaschinen ist es bekannt, dass die Arbeitswalze in einem Walzengehäuse angeordnet ist, das in Arbeitsrichtung vor der Arbeitswalze von einem in der Höhe gegenüber der Verkehrsfläche verstellbaren Niederhalter und in Arbeitsrichtung hinter der Arbeitswalze von einem höhenverstellbaren Abstreifer verschlossen ist. An jeder Seite des Walzengehäuses kann sich ein höhenverstellbarer Kantenschutz befinden. Die Höhe von Niederhalter, Abstreifer und Kantenschutz wird während des Fräsprozesses üblicherweise so eingestellt, dass Niederhalter und Kantenschutz auf der Verkehrsfläche aufliegen, während der Abstreifer hinter der Fräswalze in der Frässpur läuft. Während des Betriebs der Bodenfräsmaschine sammelt sich das von der Arbeitswalze zerkleinerte Material in dem Walzengehäuse. Das abgefräste Material kann bei angehobenem Abstreifer der Frässpur verbleiben oder mit einer Transporteinrichtung aus dem Walzengehäuse abgeführt und auf ein Transportfahrzeug verladen werden, um einem Recyclingprozess zur Herstellung von neuem Straßenbaumaterial zugeführt werden zu können. Das Fräsgut kann aber auch bereits während des Fräsprozesses aufbereitet werden.
  • Eine Frontlader-Straßenfräsmaschine mit einer in einem Walzengehäuse angeordneten Fräswalze ist beispielsweise aus der DE 198 14 053 A1 bekannt. Der in Arbeitsrichtung vor der Fräswalze angeordnete Niederhalter ist gegenüber dem Boden in der Höhe verstellbar. Zur Höhenverstellung des Niederhalters ist eine am Maschinenrahmen befestigte Kolben-Zylinder-Anordnung vorgesehen. Der Niederhalter kann bei Bedarf aber nur angehoben werden, nicht aber nach unten gedrückt werden.
  • Selbstfahrende Bodenfräsmaschinen der oben genannten Bauart sind auch in der US 4 221 434 und der US 2013/0234495 A1 beschrieben.
  • Aus der DE 10 2012 012 397 A1 ist eine Straßenfräsmaschine bekannt, die über eine Einrichtung zur Höhenverstellung des Abstreifers oder Kantenschutzes verfügt. Während des Vorschubs der Straßenfräsmaschine befindet sich der Abstreifer oder Kantenschutz in einer Schwimmstellung, so dass Abstreifer oder Kantenschutz auf dem Boden aufliegen. Vorzugsweise liegt der Abstreifer oder Kantenschutz in der Schwimmstellung mit seiner Gewichtskraft auf dem Boden auf. Auf den Abstreifer oder Kantenschutz kann von einer Einrichtung zur Höhenverstellung des Abstreifers oder Kantenschutzes aber auch eine vorgegebene Kraft aufgebracht werden, die größer als die Gewichtskraft ist.
  • Die DE 10 2012 012 397 A1 befasst sich mit dem Problem, dass der Abstreifer oder Kantenschutz während des Vorschubs der Straßenfräsmaschine an Hindernissen anschlagen kann. Die Einrichtung zum Anheben und Absenken des Abstreifers oder Kantenschutzes weist daher eine Messeinheit auf, die an dem Abstreifer oder Kantenschutz angreifende Horizontalkräfte erfasst. Wenn die horizontale Kraftkomponente größer als ein vorgegebener Grenzwert ist, wird der Abstreifer oder Kantenschutz angehoben. Dadurch wird erreicht, dass Abstreifer oder Kantenschutz Hindernissen ausweichen.
  • Der hinter der Fräswalze angeordnete Abstreifer ist im Allgemeinen nicht dazu ausgelegt, Bodenunebenheiten zu folgen, da die Frässpur hinter der Fräswalze weitgehend eben ist. Demgegenüber ist der vor der Fräswalze angeordnete Niederhalter dafür ausgelegt, Unebenheiten zu folgen. Daher verfügt der Niederhalter in der Regel über als Verschleißelemente ausgebildete Kufen, so dass der Niederhalter über Unebenheiten hinweggleiten kann ( US 2013/0234495 A1 ).
  • In der Praxis stellt sich beim Betrieb einer Arbeitswalze das Problem, dass trotz des auf der Verkehrsfläche aufliegenden Niederhalters infolge einer inhomogenen Beschaffenheit oder eines inhomogenen Aufbaus der Verkehrsfläche größere Bruchstücke, die auch als Schollen bezeichnet werden, aus der Verkehrsfläche herausbrechen können. Aufgrund der Schollenbildung kommt es zu Unregelmäßigkeiten im Fräsprozess, da kein kontinuierlicher Abtrag des Straßenmaterials durch die Fräswalze innerhalb des Fräswalzengehäuses erfolgt. Eine Folge der Schollenbildung kann sein, dass das herausgebrochene Material vor der Fräswalze hergeschoben und somit dem Fräsprozess nicht zugeführt wird, so dass eine kontinuierliche Bearbeitung des Untergrunds nicht mehr erfolgt. Andererseits können große Bruchstücke, wenn sie ins Innere der Fräswalze gelangen sollten, von der Fräswalze erfasst und von ihr beschleunigt werden und somit unerwünschte Kräfte in die Fräswalze oder das Fräswalzengehäuse einbringen. Dies kann zu Beschädigungen an der Fräswalze oder der Maschine führen. Darüber hinaus besteht die Gefahr, dass diese großen Bruchstücke innerhalb des Fräswalzengehäuses nicht ausreichend zerkleinert werden, so dass Fräsgut am Ende des Prozesses nicht die gewünschte Korngrößenverteilung aufweist. Dies ist insbesondere nachteilig, wenn das Fräsgut aufbereitet und zum Wiederaufbau der Straße verwendet werden soll. Weiterhin können große Bruchstücke den Abtransport des Fräsgutes über die Transporteinrichtung beeinträchtigen, da sie zu Materialstauungen innerhalb des Transportkanals führen können. Wenn sich das Material an der Übergabestelle von der Transporteinrichtung zu dem Transportfahrzeug verkantet, kann es zu einer Störung des Materialabwurfs kommen. Hierdurch können Teile des Fräsgutes in unerwünschte Richtungen abgelenkt und somit die Materialübergabe beeinträchtigt werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine selbstfahrende Bodenfräsmaschine zu schaffen, mit der die oben beschriebenen Nachteile im Stand der Technik vermieden werden und der Arbeitsprozess beim Betrieb der Arbeitswalze verbessert wird. Der Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Bearbeiten einer Verkehrsfläche anzugeben, mit dem die oben beschriebenen Nachteile vermieden werden. Insbesondere liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Schollenbildung während des Fräsprozesses zu verhindern, so dass sich reproduzierbare Fräsergebnisse erzielen lassen.
  • Die Lösung dieser Aufgaben erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
  • Die erfindungsgemäße selbstfahrende Bodenfräsmaschine, insbesondere Straßenfräsmaschine oder Recycler, verfügt über einen von Laufwerken getragenen Maschinenrahmen und eine Arbeitswalze, die am Maschinenrahmen in einem Walzengehäuse angeordnet ist, wobei in Arbeitseinrichtung vor der Arbeitswalze ein gegenüber der Verkehrsfläche in der Höhe verstellbarer Niederhalter angeordnet ist. Darüber hinaus weist die Bodenfräsmaschine eine Einrichtung zur Höhenverstellung des Niederhalters und eine Antriebseinheit zum Antreiben der Laufwerke und der Arbeitswalze auf.
  • Die Einrichtung zur Höhenverstellung des Niederhalters kann unterschiedlich ausgebildet sein. Unter einer Einrichtung zur Höhenverstellung des Niederhalters wird jede Einrichtung verstanden, mit der sich der Niederhalter in der Höhe gegenüber der Verkehrsfläche verstellen lässt, wobei der Niederhalter auf die Verkehrsfläche mit einer vorgegebenen Kraft gedrückt werden oder angehoben werden kann. Die Einrichtung zur Höhenverstellung des Niederhalters kann beispielsweise eine oder mehrere Kolben/Zylinder-Anordnungen aufweisen, um in Richtung der Verkehrsfläche oder in Gegenrichtung Kräfte auf den Niederhalter aufbringen zu können. Die Antriebseinheit für die Laufwerke und die Arbeitswalze kann für den Antrieb der Laufwerke und der Arbeitswalze unterschiedliche Antriebsaggregate oder Antriebsstränge aufweisen. Die Laufwerke können Kettenlaufwerke oder Räder sein.
  • Der Niederhalter hat während des Fräsprozesses auch die Aufgabe als "Gegenschneide" gegenüber der Arbeitswalze zu fungieren. Wenn die Fräswalze einer Straßenfräsmaschine in Gegenrichtung zu der Drehrichtung der Laufwerke der Maschine rotiert (Gegenlauffräsen) und der Niederhalter mit seinem Eigengewicht auf der Straßenoberfläche aufliegt, kann der Niederhalter im Allgemeinen das Herausbrechen von Schollen aus der Straßenoberfläche verhindern. In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, dass die Kraft, die der Niederhalter auf die Straßenoberfläche ausübt, nicht ausreichen kann, dass der Niederhalter als Gegenschneide zu der Fräswalze fungiert. Durch die von der Fräswalze eingebrachte Kraft kann somit ein Teil der Straßenoberfläche nach oben gedrückt und der Niederhalter angehoben werden. Grundsätzlich besteht die Möglichkeit diesem Effekt durch einen erhöhten Anpressdruck des Niederhalters entgegenzuwirken. Aus dieser Maßnahme würde jedoch ein erhöhter Verschleiß am Niederhalter resultieren, da der Niederhalter dann ständig mit einer erhöhten Anpresskraft über die Bodenoberfläche gleiten würde.
  • Die erfindungsgemäße selbstfahrende Bodenfräsmaschine zeichnet sich durch ein Überwachungssystem zur Überwachung des Arbeitsprozesses aus, das eine Detektionseinheit aufweist, die derart ausgebildet ist, dass eine physikalische Größe erfasst wird, die für eine Störung des Arbeitsprozesses charakteristisch ist. Diese Störung zeichnet sich dadurch aus, dass während der Bearbeitung der Verkehrsfläche mit der Arbeitswalze Bruchstücke aus der Verkehrsfläche herausgebrochen werden, die auf den in der Höhe verstellbaren Niederhalter eine Druckkraft aufbringen. Die von den Bruchstücken auf den beweglichen Niederhalter aufgebrachte Druckkraft hat zur Folge, dass der Niederhalter in eine gegenüber der Verkehrsfläche angehobene Position gedrückt wird. Dadurch kann die Störung des Arbeitsprozesses zunächst erkannt werden.
  • Darüber hinaus ist die Einrichtung zur Höhenverstellung des Niederhalters derart ausgebildet, dass auf den Niederhalter ein entgegen der von den Bruchstücken aufgebrachten Druckkraft gerichteter Anpressdruck aufgebracht wird, wenn die Detektionseinheit die Störung des Arbeitsprozesses erkennt. Durch das Aufbringen dieser Druckkraft werden zunächst die entstandenen Bruchstücke mit dem Niederhalter in Position gehalten und somit verhindert, dass diese vor der Fräswalze hergeschoben werden. Weiterhin wird dadurch gewährleistet, dass die Bruchstücke sukzessive zerkleinert werden und nicht im Ganzen von der Fräswalze erfasst und im Fräswalzengehäuse beschleunigt werden. Insgesamt führt die aufgebrachte Druckkraft also dazu, dass der Fräsprozess trotz des Herausbrechens von großen Bruchstücken oder Schollen im Wesentlichen ohne Beeinträchtigung fortgesetzt werden kann.
  • Darüber hinaus kann mit dem Aufbringen eines ausreichenden Anpressdrucks ein Abheben des Niederhalters von der Verkehrsfläche wirksam verhindert werden. Wenn der Niederhalter auf der Verkehrsfläche aufliegt, wird das Herausbrechen von weiteren Bruchstücken aus der Verkehrsfläche zumindest erschwert. Der erhöhte Anpressdruck des Niederhalters gewährleistet, dass entstandene Schollen kontrolliert dem Fräsprozess zugeführt werden und das Herausbrechen von weiteren Schollen wirksam verhindert wird, so dass nicht die Gefahr der Beschädigung der Arbeitswalze oder anderen Bauteilen der Bodenfräsmaschine oder von Sachen im Umfeld der Maschine besteht. Im Übrigen ist der Fahrzeugführer nicht Stößen oder Schlägen ausgesetzt, die aus dem Herausbrechen der Schollen resultieren, so dass sich auch der Komfort für den Fahrzeugführer erhöht.
  • Solange keine Störung des Arbeitsprozesses detektiert wird, sollte der Anpressdruck des Niederhalters vorzugsweise so bemessen sein, dass der Spalt zwischen der Unterkante des Niederhalters und der Oberfläche der Verkehrsfläche möglichst klein ist oder der Niederhalter auf der Verkehrsfläche aufliegt, um ein Austreten des Fräsmaterials aus dem Fräswalzengehäuse zu verhindern. Andererseits sollte der Anpressdruck aus Gründen eines unnötigen Energieverbrauchs der Antriebeinheit oder des Verschleißes des Niederhalters nicht zu groß bemessen sein.
  • Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Einstellung des Anpressdrucks des Niederhalters liegt darin, dass die Erhöhung des Anpressdrucks nur bei Bedarf ohne einen Eingriff des Maschinenführers in die Steuerung der Maschine vollautomatisch erfolgt. Der Maschinenführer kann sich somit auf die eigentliche Steuerung der Maschine konzentrieren. Der Verschleiß an den betreffenden Bauteilen der Bodenfräsmaschine ist deutlich geringer als wenn der Anpressdruck des Niederhalters während des gesamten Fräsprozesses permanent erhöht ist.
  • Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass der Niederhalter derart ausgebildet ist, dass dieser mit einer vorgegebenen Kraft, insbesondere mit seiner Gewichtskraft in einer Schwimmstellung ständig auf der Verkehrsfläche aufliegt. Daher ist der Niederhalter einem gewissen Verschleiß unterworfen.
  • Die erfindungsgemäße Einstellung des Anpressdruckes des Niederhalters erlaubt den Betrieb des Niederhalters in der Schwimmstellung mit einer reduzierten Anpresskraft auf die Verkehrsfläche, wenn eine Schollenbildung nicht auftritt. In diesem Fall kann der Niederhalter in der Schwimmstellung entgegen seiner Gewichtskraft leicht angehoben werden, so dass dieser mit einer geringeren Kraft als seine Gewichtskraft über die Verkehrsfläche gleitet. Die Anpresskraft wird erst dann erhöht, wenn eine Schollenbildung auftritt. Dadurch kann der Verschleiß am Niederhalter reduziert werden.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Einrichtung zur Höhenverstellung des Niederhalters derart ausgebildet ist, dass auf den Niederhalter ein entgegen der Druckkraft gerichteter Anpressdruck für ein vorgegebenes Zeitintervall aufgebracht wird. Nach Ablauf des vorgegebenen Zeitintervalls kann überprüft werden, ob bei Reduzierung des Anpressdrucks erneut Störungen im Fräsprozess auftreten. Sollte es wieder zu Störungen im Fräsprozess kommen, wird der Anpressdruck wieder erhöht. Die Niederhalter wird also mit erhöhtem Anpressdruck nur dann betrieben werden, wenn sich eine Schollenbildung zeigt.
  • Eine besonders bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Einrichtung zur Höhenverstellung des Niederhalters derart ausgebildet ist, dass der entgegen der Druckkraft gerichtete Anpressdruck solange erhöht wird, wie die Detektionseinheit Störungen des Arbeitsprozesses erkennt. Der Anpressdruck kann dabei stufenweise oder kontinuierlich erhöht werden. Beispielsweise kann der Niederhalter in einer Schwimmstellung zunächst nur mit seinem Eigengewicht auf der Verkehrsfläche aufliegen. Bei einer Schollenbildung wird dann von der Einrichtung zur Höhenverstellung eine zusätzliche Anpresskraft auf den Niederhalter ausgeübt. Es ist aber auch möglich, dass der Niederhalter zunächst mit einem geringeren Gewicht als sein Eigengewicht auf der Verkehrsfläche aufliegt, d. h. der Niederhalter entlastet wird, in einem ersten Schritt auf die Entlastung des Niederhalters verzichtet wird und danach eine vorgegebene Anpresskraft aufgebracht wird, die gegebenenfalls solange erhöht wird, bis es nicht mehr zur Schollenbildung kommt.
  • Für die Erkennung der Störung des Arbeitsprozesses kann das Auftreten einer charakteristischen physikalischen Größe, die in einem ordnungsgemäßen Zustand nicht nachweisbar ist, oder die Veränderung einer charakteristischen physikalischen Größe, die auch in einem ordnungsgemäßen Zustand nachweisbar ist, ausgewertet werden.
  • Die Detektionseinheit kann eine Auswerteeinheit aufweisen, die derart ausgebildet ist, dass mindestens ein Wert der für die Störung des Arbeitsprozesses charakteristischen physikalischen Größe mit mindestens einem Wert der physikalischen Größe verglichen wird, der bei einem ordnungsgemäßen Zustand auftritt. Dabei kann die Vergleichsgröße ein vorgegebener Grenzwert sein. Wenn mehrere Werte ausgewertet werden, können bekannte statistische Auswertverfahren herangezogen werden, beispielsweise kann eine Mittelwertbildung erfolgen. Auch können obere und untere Grenzwerte definiert werden. Die Erkennung der Störung des Arbeitsprozesses, d. h. der Schollenbildung, ist auch dadurch möglich, dass unterschiedliche charakteristische physikalische Größen ausgewertet werden. Wenn mehrere physikalische Größen der Auswertung zugrunde liegen, kann für die Erkennung der Störung die Redundanz erhöht werden.
  • Eine besonders bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Detektionseinheit eine Messeinheit aufweist, die derart ausgebildet ist, dass eine Bewegung des Niederhalters infolge einer Druckkraft erfasst wird, die auf den Niederhalter wirkt, wenn während der Bearbeitung der Verkehrsfläche mit der Arbeitswalze Bruchstücke aus der Verkehrsfläche herausgebrochen werden. Damit wird die Reaktion des beweglichen Niederhalters auf die Schollenbildung erfasst. Die Bewegung des Niederhalters kann beispielsweise direkt am Niederhalter oder mit dem Niederhalter verbundenen Teilen oder auch indirekt im Hydrauliksystem der Einrichtung zur Höhenverstellung des Niederhalters erfasst werden.
  • Bei einer Ausführungsform, die sich in der technischen Realisierung als besonders einfach erweist, verfügt die Messeinheit zur Erfassung der Bewegung des Niederhalters, über einen Wegstreckensensor, der die Wegstrecke misst, um die der Niederhalter gegenüber der Verkehrsfläche infolge des Herausbrechens von Bruchstücken aus der Verkehrsfläche angehoben wird. Vorzugsweise ist die Auswerteeinheit der Detektionseinheit derart ausgebildet, dass der Betrag der Wegstrecke, um die der Niederhalter angehoben wird, mit einem vorgegebenen Grenzwert verglichen wird, wobei auf die Störung des Arbeitsprozesses geschlossen wird, wenn der Betrag der Wegstrecke größer als der Grenzwert ist. Die Wegstrecke kann an dem Niederhalter selbst oder an mit dem Niederhalter in Verbindung stehenden Bauteilen gemessen werden. Wenn der Niederhalter beispielsweise mit einer Kolben/Zylinder-Anordnung verbunden ist, kann auch eine Bewegung des Kolbens oder Zylinders der Kolben/Zylinder-Anordnung oder eine Relativbewegung von Kolben und Zylinder erfasst werden.
  • Eine besonders bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die zeitliche Änderung der Wegstrecke, d. h. die Beschleunigung des Niederhalters erfasst wird. Die zeitliche Änderung der Wegstrecke wird mit einem Grenzwert verglichen. Bei Überschreiten des Grenzwertes wird dann auf die Störung des Arbeitsprozesses geschlossen. Langsame Änderungen der Höhe des Niederhalters können auch andere Ursachen haben, eine Schollenbildung führt aber zu schlagartigen Höhenänderungen.
  • Bei einer alternativen Ausführungsform wird nicht die Bewegung des Niederhalters oder damit verbundener Bauteile erfasst, sondern eine auf den Niederhalter wirkende Druckkraft infolge des Herausbrechens von Bruchstücken aus der Verkehrsfläche, die der Kraft entgegengerichtet ist, mit der der Niederhalter auf der Verkehrsfläche aufliegt, beispielsweise entgegen der Gewichtskraft des Niederhalters in der Schwimmstellung. Bei dieser Ausführungsform verfügt die Detektionseinheit über eine Messeinheit, die einen Kraftsensor aufweist, der eine auf den Niederhalter wirkende Druckkraft misst. Der Kraftsensor kann an dem Niederhalter selbst oder an Bauteilen vorgesehen sein, die mit dem Niederhalter in Verbindung stehen. Anstelle einer Kraftmessung mit einem Kraftsensor kann beispielsweise auch der Druck im Hydrauliksystem der Einrichtung zur Höhenverstellung des Niederhalters gemessen werden.
  • Vorzugsweise ist die Auswerteeinheit der Detektionseinheit derart ausgebildet, dass der Betrag der auf den Niederhalter wirkenden Druckkraft mit einem vorgegebenen Grenzwert verglichen wird, wobei auf die Störung des Arbeitsprozesses geschlossen wird, wenn der Betrag der Druckkraft größer als der Grenzwert ist.
  • Es hat sich gezeigt, dass die von der Verkehrsfläche ausbrechenden Bruchstücke eine Kraft auf den Niederhalter ausüben, die eine im Wesentlichen vertikale, d. h. senkrecht auf der Oberfläche der Verkehrsfläche stehende Komponente haben. Daher kann der Kraftsensor derart ausgebildet sein, dass eine in vertikaler Richtung auf den Niederhalter wirkende Kraftkomponente gemessen wird.
  • Die Detektion der Störung kann auch mit der Erfassung von nur geringfügigen Bewegungen des Niederhalters, d. h. Stößen und/oder Schwingungen erfolgen, denen der Niederhalter beim Herausbrechen der Bruchstücke aus der Verkehrsfläche ausgesetzt ist. Diese sich von den Schollen unmittelbar auf den Niederhalter übertragenden Stöße und/oder Schwingungen lassen sich insbesondere an dem Niederhalter selbst nachweisen. Die Stöße und/oder Schwingungen können aber auch an anderen Bauteilen der Maschine nachgewiesen werden, da sich die Stöße und/oder Schwingungen auf den Maschinenrahmen übertragen, an dem der Niederhalter angeordnet ist, beispielsweise über eine höhenverstellbare Führung des Niederhalters am Maschinenrahmen. Die Detektionseinheit verfügt vorzugsweise über eine Messeinheit, die einen Stoßsensor und/oder Schwingungssensor aufweist, der insbesondere an dem Niederhalter angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Auswerteeinheit der Detektionseinheit derart ausgebildet, dass die Amplitude der Stöße und/oder Schwingungen mit einem vorgegebenen Grenzwert verglichen wird, wobei auf die Störung des Arbeitsprozesses geschlossen wird, wenn der Betrag der Amplitude größer als der Grenzwert ist. Die Detektionseinheit kann auch über einen Filter verfügen, der die Erfassung der beispielsweise von der Antriebseinheit oder der Rotation der Fräswalze in das System eingebrachten Stöße oder Vibrationen verhindert.
  • Anstelle der Amplitude der Stöße und/oder Schwingungen kann auch die Frequenz der Stöße und/oder Schwingungen ausgewertet werden, beispielsweise können bestimmte Frequenzen oder Frequenzbereiche detektiert werden, die für eine Störung des Arbeitsprozesses charakteristisch sind. Ein Schwingungssensor zur Erfassung der Frequenz von Stößen und/oder Schwingungen wird in der Praxis durchgehend relativ hochfrequente Schwingungen erfassen, die beispielsweise von dem Motor und/oder der Fräswalze erzeugt werden. Das Herausbrechen von Schollen kann dadurch erkannt werden, dass Stöße und/oder Schwingungen detektiert werden, deren Frequenz niedriger ist als die Frequenz der relativ hochfrequenten Schwingungen, die bei einem ordnungsgemäßen Betrieb erfasst werden. Stöße und/oder Schwingungen mit relativ niedrigen Frequenzen treten beispielsweise dann auf, wenn herausgebrochene Schollen immer wieder gegen den Niederhalter schlagen.
  • Es hat sich gezeigt, dass beim Lösen der Schollen die Antriebeinheit und/oder der Antriebstrang belastet wird, so dass eine Überwachung der Antriebeinheit und/oder des Antriebstrangs die Erkennung der Störung des Arbeitsprozesses erlaubt. Wenn die Antriebeinheit der zusätzlichen Belastung aufgrund der Schollenbildung nicht durch eine Erhöhung der Motorleistung entgegenwirkt, ist ein Leistungsabfall die Folge, der erfasst werden kann. Aber auch mit einer Regelung der Motorleistung treten Leistungsschwankungen der Antriebseinheit und Drehmomentschwankungen im Antriebstrang auf, die überwacht werden können.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform verfügt die Detektionseinheit über eine Messeinheit, die derart ausgebildet ist, dass Leistungsschwankungen der Antriebseinheit und/oder Drehmomentschwankungen im Antriebsstrang infolge des Herausbrechens von Bruchstücken aus der Verkehrsfläche erfasst werden. Die Auswerteeinheit der Detektionseinheit ist vorzugsweise derart ausgebildet ist, dass bei einer Leitungsschwankung oder Drehmomentschwankung um einen vorgegebenen Betrag auf die Störung des Fräsprozesses geschlossen wird.
  • Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 als Beispiel für eine selbstfahrende Bodenfräsmaschine eine Straßenfräsmaschine in der Seitenansicht,
    • Fig. 2 die Antriebseinheit zum Antrieb der Laufwerke oder Räder der selbstfahrenden Bodenfräsmaschine in schematischer Darstellung,
    • Fig. 3A das Walzengehäuse der Bodenfräsmaschine in schematischer Darstellung,
    • Fig. 3B das Walzengehäuse der Bodenfräsmaschine in schematischer Darstellung, wobei ein Bruchstück aus der Verkehrsfläche herausbricht,
    • Fig. 4 den Niederhalter und die Einrichtung zur Höhenverstellung des Niederhalters in schematischer Darstellung, und
    • Fig. 5A eine Draufsicht auf die Arbeitswalze und den Niederhalter, wenn keine Bruchstücke aus der Verkehrsfläche herausgebrochen werden,
    • Fig. 5B eine Draufsicht auf die Arbeitswalze und den Niederhalter, wenn Bruchstücke aus der Verkehrsfläche herausgebrochen werden,
    • Fig. 6A eine Vorderansicht des Niederhalters, wenn keine Bruchstücke aus der Verkehrsfläche herausgebrochen werden,
    • Fig. 6B eine Vorderansicht des Niederhalters, wenn Bruchstücke aus der Verkehrsfläche herausgebrochen werden,
    • Fig. 7 eine Prinzipskizze der einzelnen Komponenten des Überwachungssystems zur Überwachung des Fräsprozesses und der Einrichtung zur Höhenverstellung des Niederhalters in schematischer Darstellung.
  • Fig. 1 zeigt als Beispiel für eine selbstfahrende Bodenfräsmaschine eine Straßenfräsmaschine zum Abfräsen von Straßenbelägen aus Asphalt, Beton oder dergleichen. Die Straßenfräsmaschine weist einen von einem Fahrwerk 1 getragenen Maschinenrahmen 2 auf. Das Fahrwerk 1 umfasst vordere und hintere Laufwerke 1A, 1B, die an der in Arbeitsrichtung A rechten und linken Seite des Maschinenrahmens 2 angeordnet sind. Die Laufwerke 1A, 1 B sind an Hubsäulen 3A, 3B befestigt, die am Maschinenrahmen 2 angebracht sind, so dass der Maschinenrahmen 2 gegenüber der Verkehrsfläche 13 in der Höhe verstellbar ist.
  • Die Straßenfräsmaschine verfügt über eine Arbeitswalze 4, die mit nicht dargestellten Fräswerkzeugen bestückt ist. Die Fräswalze 4 ist am Maschinenrahmen 2 zwischen den vorderen und hinteren Laufwerken 1A, 1 B in einem Fräswalzengehäuse 5 angeordnet. Die Drehachse der Fräswalze verläuft quer zu der Arbeitsrichtung A der Fräsmaschine. Das Fräswalzengehäuse 5 ist an der in Arbeitsrichtung A vorderen Seite von einem in Fig. 1 nicht dargestellten Niederhalter 11 und an der Rückseite von einem in Fig. 1 nicht dargestellten Abstreifer 12 verschlossen (Fig. 3A). An den Längsseiten ist das Walzengehäuse von einem Kantenschutz 6 verschlossen. Das abgefräste Fräsgut kann mit einer Transporteinrichtung 7 abgeführt werden. Oberhalb des Fräswalzengehäuses 5 befindet sich am Maschinenrahmen 2 der Fahrstand 8.
  • Die Straßenfräsmaschine verfügt über eine Antriebseinheit 9, die einen Verbrennungsmotor 10 aufweist. Der Verbrennungsmotor 10 treibt neben der Fräswalze 4 auch die Laufwerke 1A, 1B sowie weitere Aggregate der Fräsmaschine an. Zur Übertragung der Antriebsleistung von dem Verbrennungsmotor 10 auf die Laufwerke 1A, 1B dient ein erster Antriebstrang I, während zur Übertragung der Antriebsleistung auf die Fräswalze 4 ein zweiter Antriebstrang II dient. Der erste Antriebsstrang I ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein hydraulischer Antriebsstrang und der zweite Antriebstrang II ein mechanischer Antriebstrang. Die Antriebstränge I und II können jeweils ein oder mehrere Getriebe umfassen (Fig. 2).
  • Fig. 3A zeigt eine stark vereinfachte schematische Darstellung des Fräswalzengehäuses 5 und der Fräswalze 4. Das Fräswalzengehäuse 5 ist an der in Arbeitsrichtung A vorderen Seite von dem Niederhalter 11 verschlossen. Der Niederhalter 11 kann auch über Gleitkufen verfügen. Derartige Niederhalter, die aus einem oder mehreren Teilen bestehen können, gehören zum Stand der Technik. An der in Arbeitsrichtung A hinteren Seite ist das Fräswalzengehäuse 5 von dem Abstreifer 12 verschlossen. Der Niederhalter 11 liegt mit seiner Unterkante auf der Verkehrsfläche 13 auf und ist in der Höhe verstellbar. Der Abstreifer 12 ist ebenfalls in der Höhe verstellbar. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verbleibt das abgefräste Material in der Frässpur. Während des Fräsprozesses kann das abgefräste Material aber auch mit einer in Figur 3 nicht gezeigten Transporteinrichtung 7 aus dem Fräswalzengehäuse 5 abtransportiert werden.
  • Fig. 4 zeigt eine Ansicht des Niederhalters und einer Einrichtung 14 zur Höhenverstellung des Niederhalters 11 entgegen der Arbeitsrichtung A der Straßenfräsmaschine in stark vereinfachter Darstellung. Der Niederhalter 11 erstreckt sich quer zur Arbeitsrichtung der Straßenfräsmaschine.
  • Die Einrichtung zur Höhenverstellung des Niederhalters weist eine Hydraulikeinheit 15 und eine Kolben/Zylindereinheit 16 auf, die bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei Kolben/Zylinder-Anordnungen 16A, 16B umfasst, die im Abstand zueinander auf beiden Seiten des Niederhalters 11 angeordnet sind. Der höhenverstellbare Niederhalter 11 ist in seitlichen Führungen 17 am Maschinenrahmen 2 geführt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Zylinder 16AA, 16BA der Kolben/Zylinder-Anordnungen 16 am Maschinenrahmen 2 und die Kolben 16AB, 16BB der Kolben/Zylinder-Anordnungen 16 an dem Niederhalter 11 befestigt, so dass der Niederhalter 11 durch Betätigung der Kolben/Zylinder-Anordnungen 16 angehoben oder abgesenkt werden kann. Die Kolben/Zylinder-Anordnungen 16 werden mit der Hydraulikeinheit 15 betätigt.
  • Die oberen Zylinderräume der beiden Kolben-Zylinder-Anordnungen 16 sind über eine erste Hydraulikleitung 18 und die unteren Zylinderräume der Kolben-Zylinder-Anordnungen 16 sind über eine zweite Hydraulikleitung 19 kurzgeschlossen. Von der ersten Hydraulikleitung 18 führt eine dritte Hydraulikleitung 20 und von der zweiten Hydraulikleitung 19 führt eine vierte Hydraulikleitung 21 zu einer Hydraulikventil-Anordnung 22, die von einer zentralen Steuereinheit 27 betätigt wird, die Bestandteil der zentralen Steuereinheit der Straßenfräsmaschine sein kann.
  • Während des Fräsprozesses kann sich der Niederhalter 11 in einer Schwimmstellung befinden, so dass der Niederhalter 12 auf der Oberfläche der Verkehrsfläche 13 mit seiner Gewichtskraft aufliegt. In der Schwimmstellung verbindet die Hydraulikventil-Anordnung 22 die dritte und vierte Hydraulikleitung 20, 21 über eine Tankleitung 23 mit einem Hydrauliktank 24, so dass die oberen und unteren Zylinderräume der Hydraulikzylinder 16AA, 16BA nicht mit Druck beaufschlagt werden. Da auf die Kolben keine spezifische Hydraulikkraft wirkt, können sich die Kolben in den Zylindern verschieben, so dass sich der Niederhalter 11 aufgrund seiner Gewichtskraft nach unten bewegt und über die Verkehrsfläche 13 gleiten kann.
  • Die Einrichtung 14 zur Höhenverstellung erlaubt aber auch die Aufbringung einer definierten Anpresskraft auf den Niederhalter 11, die größer als die Gewichtskraft in der Schwimmstellung ist. Hierzu verbindet die Hydraulikventil-Anordnung 22 die dritte Hydraulikleitung 20 über eine Druckleitung 25 mit einer Druckmittelquelle 26 und die vierte Hydraulikleitung 21 über die Tankleitung 23 mit dem Hydrauliktank 24, so dass der Niederhalter 11 mit einer definierten Andruckkraft nach unten auf die Verkehrsfläche 13 gedrückt wird, wobei der Anpressdruck von der Druckmittelquelle 26 vorgegebenen wird. Zum Anheben des Niederhalters verbindet die Hydraulikventil-Anordnung 22 die dritte Hydraulikleitung 20 mit dem Hydrauliktank 24 und die vierte Hydraulikleitung 21 mit der Druckmittelquelle 26.
  • Die Figuren 5A und 5B und die Figuren 6A und 6B zeigen in schematischer Darstellung die Arbeitswalze 4 und den Niederhalter 11 in der Draufsicht bzw. der Vorderansicht, wobei in den Figuren 5A und 6A keine größeren Bruchstücke (Schollen) aus der Verkehrsfläche herausgebrochen werden, wohingegen in den Figuren 5B und 6B größere Bruchstücke 13A (Schollen) aus der Verkehrsfläche herausbrechen. Fig. 3B zeigt das Fräswalzengehäuse 11 mit der Arbeitswalze 4 und dem Niederhalter 11 in der Seitenansicht, wenn eine Scholle 13A aus der Verkehrsfläche 13 herausbricht.
  • In den Figuren ist zu erkennen, dass bei einem ordnungsgemäß ablaufenden Arbeitsprozess keine Druckkräfte mit einer vertikalen Komponente auf den höhenverstellbaren Niederhalter 11 wirken, wenn das Fräsgut mit der Fräswalze 4 zerkleinert wird, da der Niederhalter in einem ausreichendem Abstand zur Fräswalze angeordnet ist. Wenn hingegen Schollen herausbrechen, sind die Bruchstücke so groß, dass sie sich bis unter die Unterkante des Niederhalters 11 oder über die Unterkante des Niederhalters hinaus aus dem Fräswalzengehäuse erstrecken können. Diese Schollen bringen eine Andruckkraft mit einer vertikalen Komponente auf den Niederhalter auf, der zu einer Aufwärtsbewegung des Niederhalters 11 führt.
  • Die selbstfahrende Bodenfräsmaschine verfügt weiterhin über ein Überwachungssystem 28 zur Überwachung des Arbeitsprozesses, um das Herausbrechen von Bruchstücken aus der Verkehrsfläche 13 zu erkennen. Wenn während des Fräsprozesses Bruchstücke aus der Verkehrsfläche herausbrechen sollten, bringen die Schollen eine Druckkraft auf den Niederhalter 11 auf, die größer als die Gewichtskraft ist, mit der der Niederhalter 11 in der Schwimmstellung auf der Verkehrsfläche aufliegt. Folglich wird der Niederhalter 11 von den Schollen nach oben geschoben. Dieser unerwünschte Zustand wird von dem Überwachungssystem 28 erkannt.
  • Fig. 7 zeigt eine Prinzipdarstellung des Überwachungssystems 28 und der Einrichtung 14 zur Höhenverstellung des Niederhalters. Das Überwachungssystem 28 weist eine Detektionseinheit 29 auf, die eine physikalische Größe erfasst, die für die Störung des Fräsprozesses charakteristisch ist. Die Detektionseinheit 29 weist eine Messeinheit 30 und eine Auswerteeinheit 31 auf. Die Messeinheit 30 weist zur Erfassung der für die Störung des Arbeitsprozesses charakteristischen physikalischen Größe einen Sensor oder mehrere Sensoren 32, 33, 34, 35, 36 (Fig. 2) auf.
  • Bei einem ersten Ausführungsbeispiel ist der Sensor der Messeinheit 30 ein Wegstreckensensor 32, der den Weg misst, um den der Niederhalter aus der Position, die der Niederhalter in der Schwimmstellung einnimmt, angehoben wird. Fig. 4 zeigt in gestrichelten Linien die Unterkante des Niederhalters 11, der aus der Schwimmstellung von einer Scholle um die Wegstrecke Δ angehoben ist (Fig. 6B). Der Wegstreckensensor 32 kann beispielsweise im Bereich der seitlichen Führungen 17 zwischen Maschinenrahmen 2 und Niederhalter 11 angeordnet sein. Die Messeinheit 30 ist über eine Datenleitung 37 mit der Auswerteeinheit 31 verbunden, so dass die Auswerteeinheit 31 die Messwerte der Messeinheit 30 auswerten kann. Die Auswerteeinheit 31 ist derart konfiguriert, dass die gemessene Wegstrecke mit einem Grenzwert verglichen wird. Wenn die Wegstrecke größer als der Grenzwert ist, erzeugt die Auswerteeinheit 31 ein Steuersignal für die Steuereinheit 27, mit der die Hydraulikventil-Anordnung 22 derart angesteuert wird, dass die Hydraulikventil-Anordnung die dritte Hydraulikleitung 20 mit der Druckmittelquelle 26 und die vierte Hydraulikleitung 21 mit dem Hydrauliktank 24 verbindet, so dass der Niederhalter 11 mit einer von der Druckmittelquelle 16 vorgegebenen Andruckkraft auf die Verkehrsfläche 13 gedrückt wird. Der Niederhalter 11 befindet sich somit wieder in der zuvor eingenommenen Stellung, in der dieser fest auf der Verkehrsfläche 13 aufliegt, so dass die großen Bruchstücke 13A nicht in Arbeitsrichtung vor dem Fräswalzengehäuse hergeschoben oder von der Fräswalze erfasst und unkontrolliert ins Fräswalzengehäuse gezogen werden. Darüber hinaus wird das weitere Herausbrechen von Bruchstücken vermieden.
  • Nach Ablauf eines vorgegebene Zeitintervalls kann die Auswerteeinheit 31 ein Steuersignal für die Steuereinheit 22 erzeugen, mit der die Hydraulikventil-Anordnung 22 derart angesteuert wird, dass die dritte und vierte Hydraulikleitung 20, 21 mit dem Hydrauliktank 24 verbunden werden, so dass die oberen und unteren Zylinderräume der Hydraulikzylinder 16AA, 16BA nicht mit dem Systemdruck beaufschlagt werden und sich der Niederhalter 11 wieder in der Schwimmstellung befindet, in der dieser nicht mehr mit der erhöhten Andruckkraft auf den Boden gedrückt wird. Wenn eine Schollenbildung nach Ablauf des vorgegebenen Zeitintervalls nicht mehr auftreten sollte, wirkt auf den Niederhalter keine Kraft mehr, die diesen nach oben drücken könnte. Tritt hingegen weiterhin eine Schollenbildung auf, wird die resultierende Aufwärtsbewegung des Niederhalters 11 von dem Überwachungssystem 28 erkannt, wonach der Anpressdruck wieder erhöht wird.
  • Bei einer alternativen Ausführungsform ist die Auswerteeinheit 31 derart konfiguriert, dass die zeitliche Änderung der gemessenen Wegstrecke, d. h. die Beschleunigung des Niederhalters 11, berechnet wird. Die Auswerteeinheit 31 vergleicht die zeitliche Änderung der Wegstrecke mit einem Grenzwert. Wenn die Wegstrecke größer als der Grenzwert ist, erzeugt die Auswerteeinheit 31 das Steuersignal für die Steuereinheit 27, so dass der Niederhalter 11 mit einer vorgegebenen Andruckkraft auf die Verkehrsfläche 13 gedrückt wird.
  • Die Anpresskraft des Niederhalters 11 wird von dem Arbeitsdruck vorgegeben, mit dem die Druckmittelquelle 26 die Kolben-Zylinder-Anordnungen 16A, 16B beaufschlagt. Der Druck kann nach Überschreiten des Grenzwertes sofort auf einen vorgegebenen Maximaldruck erhöht oder stufenweise oder kontinuierlich auf den Maximaldruck erhöht werden, bis Störungen des Fräsprozesses von der Detektionseinheit nicht mehr erkannt werden.
  • Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel ist der Sensor der Messeinheit ein Kraftsensor 33, der eine auf den Niederhalter wirkende Druckkraft misst, mit der der Niederhalter nach oben gedrückt wird, wenn Bruchstücke aus der Verkehrsfläche herausgebrochen werden. Der Kraftsensor 33 ist vorzugsweise derart ausgebildet bzw. angeordnet, dass nur eine im Wesentlichen vertikale Kraftkomponente gemessen wird, die von Bruchstücken auf den Niederhalter aufgebracht werden kann. Der Kraftsensor 33 kann beispielsweise im Bereich der seitlichen Führungen 17 zwischen Maschinenrahmen 2 und Niederhalter 11 angeordnet sein (Fig. 4). Die gemessene Druckkraft wertet die Auswerteeinheit 31 in analoger Weise wie die Weglänge aus. Wenn die Druckkraft oder die zeitliche Änderung der Druckkraft größer als ein vorgegebener Grenzwert ist, schließt die Auswerteeinheit 31 auf die Störung im Fräsprozess und erzeugt das Steuersignal, so dass der Niederhalter 11 mit der vorgegebenen Andruckkraft auf die Verkehrsfläche 13 gedrückt wird.
  • Bei einem dritten Ausführungsbeispiel weist die Messeinheit 30 einen Stoßsensor 34 und/oder Schwingungssensor auf, der Stöße und/oder Schwingungen des Niederhalters 11 infolge des Herausbrechens von Bruchstücken aus der Verkehrsfläche 13 misst. Der Stoßsensor und/oder Schwingungssensor 34 ist vorzugsweise an dem Niederhalter 11 angeordnet, da der Niederhalter 11 beim Herausbrechen der Schollen Stößen direkt ausgesetzt ist oder Schwingungen sich unmittelbar auf den Niederhalter übertragen. Die Auswerteeinheit 31 vergleicht die Amplitude der Stöße und/oder Schwingungen mit einem vorgegebenen Grenzwert, wobei in analoger Weise der Anpressdruck des Niederhalters 11 bei Überschreiten des Grenzwertes für ein vorgegebenes Zeitintervall erhöht wird. Nach Ablauf des Zeitintervalls wird in analoger Weise wieder geprüft, ob die Störung des Fräsprozesses erneut auftritt. Stöße oder Schwingungen können aber alternativ auch im Hydrauliksystem der Einrichtung 14 zur Höhenverstellung des Niederhalters 11 erfasst werden. Hierzu können eine oder mehrere Drucksensoren zur Messung von Schwankungen des Hydraulikdrucks im Hydrauliksystem vorgesehen sein. Anstelle der Amplitude der Stöße und/oder Schwingungen können auch die Frequenzen der Stöße und/oder Schwingungen ausgewertet werden. Ein Ausführungsbeispiel sieht vor, dass die Auswerteeinheit 31 derart ausgebildet ist, dass auf eine Störung des Arbeitsprozesses geschlossen wird, wenn die Stöße und/oder Schwingungen in einem charakteristischen Frequenzbereich liegen. Der für eine Störung des Arbeitsprozesses charakteristische Frequenzbereich kann beispielsweise in Versuchen ermittelt werden.
  • Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform überwacht das Überwachungssystem die Antriebseinheit 9 der Straßenfräsmaschine. Das Herausbrechen einer Scholle hat einen kurzeitigen Leistungsabfall zur Folge. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden zur Erkennung der Störung des Fräsprozesses Leitungsschwankungen des Verbrennungsmotors 4 überwacht, die in einer kurzeitigen Schwankung der Motordrehzahl resultieren. Die Messeinheit 30 weist bei diesem Ausführungsbeispiel einen Drehzahlsensor 35 auf, der die Drehzahl des Verbrennungsmotors 10 misst. Wenn die Drehzahlschwankungen einen Grenzwert überschreiten, wird der Anpressdruck des Niederhalters 11 erhöht.
  • Wenn Bruchstücke aus der Verkehrsfläche 13 herausbrechen, wird vor allem der mechanische Antriebstrang II belastet, über den die Antriebsleistung des Verbrennungsmotors 10 auf die Fräswalze 4 übertragen wird (Fig. 2). Zur Erkennung einer Störung des Arbeitsprozesses können daher auch Belastungen an Bauteilen des Antriebstrangs, beispielsweise die Belastung von Antriebswellen etc., überwacht werden. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel werden Drehmomentschwankungen im mechanischen Antriebstrang II erfasst. Wenn die Drehmomentschwankungen größer als ein vorgegebener Grenzwert sind, wird auf die Störung im Fräsprozess geschlossen. Beispielsweise können an der Abtriebswelle 10A des Verbrennungsmotors 10 oder der Antriebswelle 4A der Fräswalze 4 Dehnungssensoren 36 vorgesehen sein, die eine Torsionsbelastung der Wellen erfassen, um den unerwünschten Zustand zu detektieren.

Claims (15)

  1. Selbstfahrende Bodenfräsmaschine, insbesondere Straßenfräsmaschine oder Recycler mit
    einem von Laufwerken (1A, 1B) getragenen Maschinenrahmen (2),
    einer Arbeitswalze (4), die am Maschinenrahmen (2) in einem Walzengehäuse (5) angeordnet ist, wobei in Arbeitseinrichtung (A) vor der Arbeitswalze (4) ein gegenüber der Verkehrsfläche (13) in der Höhe verstellbarer Niederhalter (11) angeordnet ist,
    einer Einrichtung (14) zur Höhenverstellung des Niederhalters (11) und
    einer Antriebseinheit (9) zum Antreiben der Laufwerke (1A, 1B) und der Arbeitswalze (4),
    wobei ein Überwachungssystem (28) zur Überwachung des Arbeitsprozesses vorgesehen ist, das eine Detektionseinheit (29) aufweist, die derart ausgebildet ist, dass eine physikalische Größe erfasst wird, die für eine Störung des Arbeitsprozesses charakteristisch ist, bei der während der Bearbeitung der Verkehrsfläche (13) mit der Arbeitswalze (4) Bruchstücke aus der Verkehrsfläche herausgebrochen werden, die auf den Niederhalter (11) eine Druckkraft aufbringen,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (14) zur Höhenverstellung des Niederhalters (11) derart ausgebildet ist, dass auf den Niederhalter (11) ein entgegen der von den Bruchstücken aufgebrachten Druckkraft gerichteter Anpressdruck aufgebracht wird, wenn die Detektionseinheit (29) die Störung des Arbeitsprozesses erkennt.
  2. Selbstfahrende Bodenfräsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (14) zur Höhenverstellung des Niederhalters (11) derart ausgebildet ist, dass der entgegen der Druckkraft gerichtete Anpressdruck solange erhöht wird, bis die Detektionseinheit (29) die Störung des Arbeitsprozesses nicht mehr erkennt, und/oder dass die Einrichtung (14) zur Höhenverstellung des Niederhalters (11) derart ausgebildet ist, dass der auf den Niederhalter (11) entgegen der Druckkraft gerichtete Anpressdruck für ein vorgegebenes Zeitintervall aufgebracht wird.
  3. Selbstfahrende Bodenfräsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinheit (29) eine Messeinheit (30) aufweist, die derart ausgebildet ist, dass eine Bewegung des Niederhalters (11) infolge des Herausbrechens von Bruchstücken aus der Verkehrsfläche (13) erfasst wird.
  4. Selbstfahrende Bodenfräsmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinheit (30) zur Erfassung der Bewegung des Niederhalters (11) einen Wegstreckensensor (32) aufweist, der die Wegstrecke misst, um die der Niederhalter (11) gegenüber der Verkehrs fläche infolge des Herausbrechens von Bruchstücken aus der Verkehrsfläche (13) angehoben wird.
  5. Selbstfahrende Bodenfräsmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinheit (29) eine Auswerteeinheit (31) aufweist, die derart ausgebildet ist, dass der Betrag der Wegstrecke, um die der Niederhalter (11) angehoben wird, und/oder die zeitliche Änderung des Betrags der Wegstrecke, um die der Niederhalter (11) angehoben wird, mit einem vorgegebenen Grenzwert verglichen wird, wobei auf die Störung des Arbeitsprozesses geschlossen wird, wenn der Betrag der Wegstrecke bzw. die zeitliche Änderung des Betrags der Wegstrecke größer als der Grenzwert ist.
  6. Selbstfahrende Bodenfräsmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinheit (30) zur Erfassung der Bewegung des Niederhalters (11) einen Stoßsensor und/oder Schwingungssensor (34) aufweist.
  7. Selbstfahrende Bodenfräsmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinheit (29) eine Auswerteeinheit (31) aufweist, die derart ausgebildet ist, dass die Amplitude der Stöße und/oder Schwingungen mit einem vorgegebenen Grenzwert verglichen wird, wobei auf die Störung des Arbeitsprozesses geschlossen wird, wenn der Betrag der Amplitude größer als der Grenzwert ist.
  8. Selbstfahrende Bodenfräsmaschine nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinheit (29) eine Auswerteeinheit (31) aufweist, die derart ausgebildet ist, dass auf eine Störung des Arbeitsprozesses geschlossen wird, wenn die Stöße und/oder Schwingungen in einem charakteristischen Frequenzbereich liegen.
  9. Selbstfahrende Bodenfräsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinheit (29) eine Messeinheit (30) aufweist, die derart ausgebildet ist, dass eine Druckkraft erfasst wird, die auf den Niederhalter wirkt, wenn während der Bearbeitung der Verkehrsfläche (13) mit der Arbeitswalze (4) Bruchstücke aus der Verkehrsfläche herausgebrochen werden.
  10. Selbstfahrende Bodenfräsmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinheit (30) zur Erfassung der auf den Niederhalter (11) wirkenden Druckkraft einen Kraftsensor (33) aufweist, wobei die Detektionseinheit (29) eine Auswerteeinheit (31) aufweist, die derart ausgebildet, dass der Betrag der auf den Niederhalter (11) wirkenden Druckkraft mit einem vorgegebenen Grenzwert verglichen wird, wobei auf die Störung des Arbeitsprozesses geschlossen wird, wenn der Betrag der Druckkraft größer als der Grenzwert ist.
  11. Selbstfahrende Bodenfräsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinheit (29) eine Messeinheit (30) aufweist, die derart ausgebildet ist, dass Leistungsschwankungen der Antriebseinheit (9) und/oder Drehmomentschwankungen im Antriebsstrang (II) infolge des Herausbrechens von Bruchstücken aus der Verkehrsfläche (13) erfasst werden.
  12. Verfahren zum Bearbeiten einer Verkehrsfläche mit einer selbstfahrenden Bodenfräsmaschine, insbesondere Straßenfräsmaschine oder Recycler, bei dem die Verkehrsfläche (13) mit einer in einem Walzengehäuse (5) angeordneten Arbeitswalze (4) bearbeitet wird, wobei in Arbeitseinrichtung (A) vor der Arbeitswalze (4) ein gegenüber der Verkehrsfläche (13) in der Höhe verstellbarer Niederhalter (11) angeordnet ist,
    wobei zur Überwachung des Fräsprozesses eine physikalische Größe erfasst wird, die für eine Störung des Arbeitsprozesses charakteristisch ist, bei dem während der Bearbeitung der Verkehrsfläche (13) mit der Arbeitswalze (4) Bruchstücke aus der Verkehrsfläche herausgebrochen werden, die auf den Niederhalter (11) eine Druckkraft aufbringen,
    dadurch gekennzeichnet, dass auf den Niederhalter (11) ein entgegen der von den Bruchstücken aufgebrachten Druckkraft gerichteter Anpressdruck aufgebracht wird, wenn die Störung des Arbeitsprozesses erkannt wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der entgegen der Druckkraft gerichtete Anpressdruck solange erhöht, bis die Störung des Arbeitsprozesses nicht mehr erkannt wird, und/oder der auf den Niederhalter (11) entgegen der Druckkraft gerichtete Anpressdruck für ein vorgegebenes Zeitintervall aufgebracht wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass zur Detektion des unerwünschten Zustands eine Druckkraft erfasst wird, die auf den Niederhalter wirkt, wenn während der Bearbeitung der Verkehrsfläche (13) mit der Arbeitswalze (4) Bruchstücke aus der Verkehrsfläche herausgebrochen werden, und/oder eine Bewegung des Niederhalters (11) infolge einer Druckkraft erfasst wird, die auf den Niederhalter wirkt, wenn während der Bearbeitung der Verkehrsfläche (13) mit der Arbeitswalze (4) Bruchstücke aus der Verkehrsfläche herausgebrochen werden.
  15. Verfahren nach einem der Anspruch 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zur Detektion des unerwünschten Zustands Leistungsschwankungen der Antriebseinheit (9) und/oder Drehmomentschwankungen im Antriebsstrang (II) infolge des Herausbrechens von Bruchstücken aus der Verkehrsfläche (13) erfasst werden, wobei bei Leistungsschwankungen und/oder Drehmomentschwankungen um einen vorgegebenen Betrag auf die Störung des Arbeitsprozesses geschlossen wird.
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