WO2014206534A1 - Bodenfräsmaschine - Google Patents
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- WO2014206534A1 WO2014206534A1 PCT/EP2014/001603 EP2014001603W WO2014206534A1 WO 2014206534 A1 WO2014206534 A1 WO 2014206534A1 EP 2014001603 W EP2014001603 W EP 2014001603W WO 2014206534 A1 WO2014206534 A1 WO 2014206534A1
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Definitions
- the measuring angle can be adjusted, but not in accordance with the invention, the position of the sensor along the milling drum width, whereby it comes to more distant from the sensor chisel devices to inaccurate measurements, partly by the greater distance of the sensor from the chisel devices, partly is caused by a perspective distortion of the chisel devices from the viewing position of the sensor.
- Optimal in the positioning of the sensor with respect to the chisel devices is when a position sensor is provided which determines the position of the sensor relative to the milling drum with respect to the milling drum width.
- a position sensor should be known at any point in the operation of the sensor device by the measurement of a position sensor, at which point the sensor box within the milling, especially with respect to the milling drum width, is located.
- This information is both important for positioning the sensor relative to the respective bit assemblies and accurately determining the degree of wear, as well as for identifying the respective bit assemblies by associating them with their positions on the milling drum.
- Conceivable here are position sensors that determine the position of the sensor absolutely or relatively, based on, for example, rotational values in a drive or on a spindle.
- the control device allows a disengagement of the sensor device from its protective position for measuring the wear parameter of the chisel devices. As a result, damage to the sensor device can be avoided by operator or equipment errors. Regardless of the above-mentioned protection device, it is basically advantageous if the sensor device is mounted so that it is movable out of this for measuring the wear parameters of the chisel devices in the Fräswalzenkasten into and after completion of the measurement.
- the method according to the invention is based on the same considerations and findings described above for the ground milling machine according to the invention.
- the basic idea of the invention is an approximation of the measuring conditions (measuring angle, influenceable by the rotation of the milling drum and the position of the sensor relative to each chisel device to be measured in the direction of the milling rollers width, influenced by an inventive movement of the sensor) in the measurement of each to be measured Chiseling to allow to measure the chisel devices to be measured, regardless of their position on the milling drum under the same perspective conditions of the one sensor with respect to a parameter relevant to the wear of the chisel device parameter.
- FIG. 3 shows a Fräswalzenkasten 2 and a milling drum 7 in a side view, the side panel is removed.
- the milling drum 7 comprises in this embodiment a chiseling device 6, which consists of a chisel 9, the chisel holder 10 and a change holder 20.
- FIG. 3 shows a sensor device 14 in the measurement mode, which consists of a sensor 8 and a guide device 16.
- the sensor device 14 is mounted on a protective device 11. Gert, which is connected via a hinge 12 with the Fräswalzenkasten 2. About the joint 12, the sensor 8, the guide device 16 and the protective device 1 1 are moved together.
- the dotted lines 27 and 27 indicate two different scanning patterns or surveying plans which determine the measuring sequence at the different chiseling devices 6 by the sensor 8 specify.
- the scanning pattern 27 follows the distribution pattern of the chiseling devices 6 on the milling drum.
- the sensor 8/8 'must be moved in both directions along the arrow direction c parallel to the axis of rotation 18 of the milling drum 7 and the milling drum 7 in both directions of rotation about the axis of rotation 18.
- Essential to these scanning patterns is that the Cesameweg for scanning all chiseling devices 6 with respect to the chiseling devices 6 is smallest.
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Bodenfräsmaschine (1), insbesondere eine Straßenfräse, einen Recycler, einen Stabilisierer oder einen Surface Miner, mit einer Fräswalze (7) mit einer entlang ihrer Rotationsachse (18) verlaufenden Fräswalzenbreite (a) und wenigstens zwei Meißeleinrichtungen (6), die jeweils einen Meißel (9) und einen Meißelhalter (10) umfassen, und einer Sensoreinrichtung (14) zur berührungslosen Bestimmung von Verschleiß an den wenigstens zwei Meißeleinrichtungen (6), umfassend einen Sensor (8, 8') zur Messung eines Verschleißparameters der wenigstens zwei Meißeleinrichtungen (6), wobei der Sensor (8, 8') zumindest über einen Teil der Fräswalzenbreite (a) bewegbar ist, um zur Messung des Verschleißparameters der wenigstens zwei Meißeleinrichtungen (6) einen gleichen Messwinkel (α) und eine gleiche Relativposition des Sensors (8, 8') gegenüber der wenigstens zwei Meißeleinrichtungen (6) einzustellen. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur berührungslosen Bestimmung von Verschleiß an den wenigstens zwei Meißeleinrichtungen (6) der Bodenfräsmaschine (1).
Description
BODENFRÄSMASCHINE
[0001 ] Die Erfindung betrifft eine Bodenfräsmaschine, insbesondere eine Straßenfräse, einen Re- cycler, einen Stabilisierer oder einen Surface-Miner, mit einer Sensoreinrichtung zur berührungslosen Bestimmung von Verschleiß an Meißeleinrichtungen. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur berührungslosen Bestimmung von Verschleiß an Meißeleinrichtungen einer solchen Bodenfräsmaschine.
[0002] Derartige Bodenfräsmaschinen weisen einen Maschinenrahmen, mehrere Fahrschiffe, einen Antriebsmotor, der üblicherweise ein Verbrennungsmotor, z.B. Dieselmotor, ist, eine Arbeitsei nrich- tung, insbesondere einen Fräswalzenkasten mit einer Fräswalze, und häufig auch ein Abwurfband zum Abtransport des Fräsgutes auf. Gattungsgemäße Bodenfräsmaschinen sind beispielsweise aus der EP 24 23 384 A2 für einen Stabil isierer/Recycler und aus der DE 10 2001 014 529 A1 für eine Straßenfräse bekannt. Die Fräswalzen sind jeweils mit einer Vielzahl von Meißeleinrichtungen bestückt, die neben einem Arbeitswerkzeug, insbesondere einem Meißel, auch Meißelhalter und/oder Wechselhaltersysteme umfassen können. Durch eine Rotationsbewegung der Fräswalze werden diese Meißeleinrichtungen im Arbeitsbetrieb in den Boden getrieben und führen dadurch ein Auffräsen des Boden Untergrundes herbei. Die bearbeiteten Böden können je nach Einsatzgebiet der Bodenfräsmaschine beispielsweise Straßenbeläge, Steinböden, Wald- oder Erdböden etc. sein. Je nach Härtegrad des bearbeiteten Bodens kann es zu beachtlichen Beanspruchungen der Meißeleinrichtungen kommen. Durch die kontinuierliche Belastung der Meißeleinrichtungen, insbesondere der Meißel und der Meißelhalter, unterliegen diese insbesondere an stark beanspruchten Stellen erheblichem Verschleiß. Zumindest Teilkomponenten der verschlissenen Meißeleinrichtungen werden daher ab einem gewissen Verschleißzustand vorzugsweise ausgewechselt, um sowohl die Leistung der Bodenfräsmaschine und die Qualität des Fräsbildes aufrechtzuerhalten als auch um Schäden an an-
deren Maschinenteilen, wie beispielsweise der Fräswalze, zu vermeiden. Der Zeitpunkt zum Wechsel der Meißeleinrichtungen wird bislang üblicherweise vom Bediener der Bodenfräsmaschine dadurch festgelegt, dass der Arbeitsbetrieb unterbrochen wird, der Antriebsmotor der Fräswalze abgestellt und gegebenenfalls entkoppelt wird, und die Meißeleinrichtungen durch visuelle Inspektion auf Verschleiß überprüft werden. Diese Art der Verschleißüberprüfung ist allerdings zeit- und arbeitsintensiv und hängt zudem von einer subjektiven Einschätzung des Zustandes der Meißeleinrichtungen ab.
[0003] Um die Beurteilung des Verschleißes der Meißeleinrichtungen zu vereinfachen und zu objektivieren, sind im Stand der Technik ferner Methoden bekannt, die den Zustand der Meißeleinrichtungen mittels Sensoren messen und so eine bedienerunabhängige Beurteilung des Verschleißzustandes der Meißeleinrichtungen ermöglichen. Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus der EP 2 161 375 A2 bekannt, deren Offenbarung hiermit vollumfänglich in Bezug genommen wird. Dort sind Möglichkeiten beschrieben, über ein Sensorsystem die Position eines oder mehrerer Punkte auf der Oberfläche einer Meißeleinrichtung zu bestimmen. Auf diese Weise lässt sich eine objektive Quantifizierung des Verschleißgrades der Meißeleinrichtungen durchführen. In der genannten Schrift wird hierzu allerdings ein feststehender Sensor eingesetzt, der von seiner fixen Position aus sämtliche Meißeleinrichtungen über die gesamte Fräswalzenbreite erfassen soll. Bei breiten bis sehr breiten Fräswalzen kann es hierbei notwendig sein, mehrere Sensoren anzuwenden, was die Produktionskosten des Systems erheblich erhöht. Allerdings kommt es auch bei einem System mit mehreren Sensoren am Rande des jeweiligen Messbereiches durch die unterschiedlichen Winkel zwischen Sensor und Meißeleinrichtungen zu Abweichungen in den Ergebnissen. Aufgrund der unterschiedlichen Stellung der jeweiligen Meißeleinrichtungen relativ zum Sensor wird der Grad des Verschleißes an unterschiedlichen Meißeleinrichtungen mit unterschiedlicher Genauigkeit erfasst. Gerade bei unterschiedlicher Belastung einzelner Meißeleinrichtungen kann es so zu erheblichen Abweichungen in der Beurteilung des Meißeleinrichtungszustandes kommen.
[0004] Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, die berührungslose Bestimmung von Verschleiß an den Meißeleinrichtungen einer gattungsgemäßen Bodenfräsmaschine dahingehend zu verbessern, dass für jede einzelne Meißeleinrichtung der Fräswalze eine möglichst exakte Bestimmung des Verschleißzustandes ermöglicht wird. Gleichzeitig soll die entsprechende Vorrichtung vergleichsweise günstig sein und eine hohe Betriebszuverlässigkeit aufweisen.
[0005] Die Lösung der Aufgabe gelingt mit einer Bodenfräsmaschine, insbesondere einer Straßenfräse, einem Recycler, einem Stabilisierer oder einem Surface-Miner, und einem Verfahren zur berührungslosen Bestimmung von Verschließ an Meißeleinrichtungen einer Bodenfräsmaschine, insbesondere einer erfindungsgemäßen Bodenfräsmaschine, gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
[0006] Die Erfindung betrifft demnach eine gattungsgemäße Bodenfräsmaschine mit einem Maschinenrahmen, mit einem Antriebsmotor, mit einem Fräswalzenkasten, mit einer Fräswalze mit einer entlang ihrer Rotationsachse verlaufenden Fräswalzenbreite und mit wenigstens zwei Meißeleinrichtungen, die jeweils einen Meißel und einen Meißelhalter umfassen, und mit einer Sensoreinrichtung zur berührungslosen Bestimmung von Verschleiß an den wenigstens zwei Meißeleinrichtungen, umfassend wenigstens einen Sensor zur Messung eines Verschleißparameters der wenigstens zwei Meißeleinrichtungen. Wesentlich für die erfindungsgemäße Ausbildung der Bodenfräsmaschine ist es nun, dass der wenigstens eine Sensor zumindest über einen Teil der Fräswalzen breite bewegbar ist, um zur Messung des Verschleißparameters der wenigstens zwei Meißeleinrichtungen einen gleichen Messwinkel und eine gleiche Relativposition des Sensors gegenüber den wenigstens zwei Meißeleinrichtungen einstellen zu können. Damit kann jede einzelne Meißeleinrichtung vom Sensor der Sensoreinrichtung unter den gleichen perspektivischen Verhältnissen beziehungsweise in gleicher Relativanordnung zueinander vermessen werden, unabhängig von seiner jeweiligen Position auf der Fräswalze. Durch Drehung der Fräswalze um die Rotationsachse und durch ein Verstellen beziehungsweise Bewegen des Sensors entlang der Fräswalzenbreiten und insbesondere parallel zur Rotationsachse kann die Fräswalze somit nahezu in Bezug auf jede Stelle auf ihrer Außenmantelfläche beziehungsweise in Bezug auf die auf der Außenmantelfläche angeordneten wenigstens zwei Meißeleinrichtungen in die gleiche Relativposition verstellt werden, so dass die wenigstens zwei Meißeleinrichtungen unabhängig von ihrer konkreten Anordnungsstelle auf der Fräswalze unter gleichen perspektivischen Verhältnissen vermessen werden können. Damit ist eine präzise und zudem unmittelbar untereinander vergleichbare Verschleißbestimmung der wenigstens zwei und insbesondere aller vorhandener Meißeleinrichtungen der Fräswalze möglich.
[0007] Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung beruht demnach auf der Erkenntnis, dass zur exakten und zwischen den einzelnen Messungen vergleichbaren Bestimmung des Verschleißzustandes von Meißeleinrichtungen auf einer Fräswalze die gleichen Bedingungen für jede einzelne Messung jeder einzelnen zu vermessenden Meißeleinrichtung vorliegen müssen. Die Bedingungen, auf die es im Wesentlichen ankommt, sind zum einen der Messwinkel zwischen Sensor und Meißeleinrichtung,
der durch die Rotationsbewegung der Fräswalze beeinflusst wird und zum anderen die Relativposition des Sensors gegenüber der Meißeleinrichtung in Axialrichtung der Fräswalze, die bei einem feststehenden Sensor wie im Stand der Technik für jede Meißeleinrichtung unterschiedlich ist und die durch die Beweglichkeit des Sensors der vorliegenden Erfindung für alle Meißeleinrichtungen angeglichen wird. Die erste Bedingung, der Messwinkel, bezeichnet genauer allgemein den Betrachtungswinkel des Sensors auf die jeweils zu vermessende Meißeleinrichtung. Der Messwinkel ist somit beispielsweise derjenige Winkel, der zwischen der Blickrichtung des Sensors und beispielsweise der Längsachse der Meißeleinrichtung in Radialrichtung zur Rotationsachse der Fräswalze liegt, und der sich bei feststehendem Sensor und rotierender Fräswalze ändert. Der Messwinkel ist unter anderem abhängig vom Durchmesser der Fräswalze, vom genauen Standort des Sensors im Fräswalzenkasten, vom Abstand des Sensors zum jeweiligen zu vermessenden Meißel und von dessen Länge. Die Relativposition des Sensors in Bezug auf die Meißeleinrichtung in Bezug auf den Messwinkel zwischen dem Sensor und der Meißeleinrichtung ist demnach sowohl in der vorliegenden Erfindung als auch im Stand der Technik einstellbar. Der Unterschied der vorliegenden Erfindung zu den Methoden im Stand der Technik besteht nun darin, dass mit der vorliegenden Erfindung die zweite Messbedingung, die Position des Sensors gegenüber der Meißeleinrichtung entlang der Fräswalzenbreite, einstellbar ist. Zu diesem Zweck kann der Sensor parallel zur Rotationsachse der Fräswalze entlang der Fräswalzenbreite in beide Richtungen bewegt werden, bis er eine perspektivische Ansicht der zu vermessenden Meißeleinrichtung erreicht, die bei allen Messungen einheitlich ist. Die Messung der Meißeleinrichtung erfolgt erst dann, wenn beide Messbedingungen erfüllt sind, wenn also sowohl der vorgegebene Messwinkel als auch die vorgegebene Verstellposition des Sensors entlang der Fräswalzenbreite gegenüber der Meißeleinrichtung erreicht sind. Im Stand der Technik kann nur der Messwinkel angepasst werden, nicht aber in erfindungsgemäßer Weise die Position des Sensors entlang der Fräswalzenbreite, wodurch es bei weiter vom Sensor entfernten Meißeleinrichtungen zu ungenauen Messungen kommt, die teils durch die größere Entfernung des Sensors von den Meißeleinrichtungen, teils durch eine perspektivische Verzerrung der Meißeleinrichtungen von der Blickposition des Sensors aus verursacht wird. Durch eine erfindungsgemäße Bewegung des Sensors entlang der Fräswalzenbreite und eine Rotationsbewegung der Fräswalze lassen sich mit der vorliegenden Erfindung für jede Meißeleinrichtung die gleichen perspektivischen Messbedingungen einstellen, da, unabhängig von der konkreten Position der Meißeleinrichtung auf der Fräswalze, jede Meißeleinrichtung unter gleichen perspektivischen Bedingungen hinsichtlich der Relativposition des Sensors und der jeweils zu vermessenden Meißeleinrichtung individuell vermessen werden kann. Durch die Angleichung der Messbedingungen besitzt die Messung bei jeder einzelnen Meißeleinrichtung dieselbe Aussagekraft und die einzelnen Messwerte der Meißeleinrichtungen können, unabhängig von
der konkreten Position der jeweiligen Meißeleinrichtung auf der Fräswalze, untereinander direkt verglichen werden. Abweichungen der Werte spiegeln unterschiedliche Verschleißgrade der Meißeleinrichtungen wieder und sind nicht auf uneinheitliche Messungen zurückzuführen.
[0008] Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Sensor parallel zur Rotationsachse der Fräswalze bewegbar ausgebildet ist. Durch eine derartige lineare und idealerweise zumindest über die gesamte Fräswalzenbreite hinweg mögliche Bewegbarkeit des Sensors wird sichergestellt, dass immer die gleiche Relativposition des Sensors bezüglich der jeweiligen Meißeleinrichtung einstellbar ist und nach der Einstellung des gleichen Messwinkels durch Rotation der Fräswalze und der entsprechenden Verstellung des Sensors entlang der Fräswalzen breite für alle Meißeleinrichtungen die gleichen Messbedingungen hinsichtlich der Relativposition des wenigstens einen Sensors zur jeweils zu vermessenden Meißeleinrichtung vorliegen. Durch eine Bewegung des Sensors parallel zur Rotationsachse der Fräswalze kommt es demnach zu keiner Abstandsänderung des Sensors zur Fräswalze, wodurch die Einheitlichkeit der Messungen beeinträchtigt werden würde, es werden lediglich die gleichen Relativlagen des Sensors gegenüber den Meißeleinrichtungen eingestellt.
[0009] Idealerweise umfasst die Sensoreinrichtung eine Führungsvorrichtung, insbesondere Linear- führungsvorrichtung, an der der Sensor bewegbar ist. Eine Linearführungsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass sie den Sensor entlang einer gradlinigen, insbesondere parallel zur Rotationsachse der Fräswalze verlaufenden, Führungsbahn bewegt. Durch die Bewegung des Sensors an einer Führungsvorrichtung wird gewährleistet, dass der Sensor eine vorgegebene Bewegung während einer Verstellung, insbesondere parallel zur Rotationsachse, durchführt. Dadurch ist es möglich, die Position des Sensors gegenüber der Fräswalze und damit gegenüber den Meißeleinrichtungen besonders präzise einzustellen und damit die Messgenauigkeit positiv zu beeinflussen.
[0010] Grundsätzlich kann zur konkreten Ausbildung der Führungsvorrichtung auf eine Vielzahl verschiedener Ausführungsalternativen zurückgegriffen werden. Besonders bevorzugt umfasst die Führungsvorrichtung eine Führungsschiene, an der der Sensor bewegbar ist. Der Sensor lässt sich besonders genau positionieren, wenn er zu seiner Führung auf oder entlang einer Führungsschiene bewegt wird.
[001 1 ] Um die Messbedingungen für jede einzelne Meißeleinrichtung an der Fräswalze angleichen zu können, ist es von Vorteil, wenn die Führungsvorrichtung über die gesamte Breite des Fräswalzenkastens verläuft. So kann der Sensor über die gesamte Breite der Fräswalze verfahren werden und
damit immer an die gleiche Position in Bezug auf die Fräswalzenbreite relativ zur Meißeleinrichtung bewegt werden, egal an welcher Stelle der Fräswalze diese Meißeleinrichtung angeordnet ist. So ist es für jede Meißeleinrichtung möglich, die gleichen perspektivischen Messbedingungen herzustellen, indem der Sensor an die entsprechende Relativposition zu dieser Meißeleinrichtung bewegt wird und die Fräswalze eine Rotationsbewegung durchführt, die den gleichen Messwinkel wie bei allen anderen Messungen einstellt. Gerade im Randbereich von Fräswalzen befinden sich häufig stärker beanspruchte Meißeleinrichtungen, bei denen es um so wertvoller ist, eine exakte Bestimmung des Verschleißgrades durchführen zu können, um sie rechtzeitig wechseln zu können. Grundsätzlich ist es zwar möglich, dass die Führungsvorrichtung der Sensoreinrichtung nur über einen Teil des Fräswalzenkastens und damit der Fräswalzenbreite verläuft, was zur Folge hat, dass nur ein Teil der Meißeleinrichtungen so unter den gleichen Messbedingungen beurteilt werden kann, dass die Messwerte an verschiedenen Meißeleinrichtungen direkt miteinander verglichen werden können. Wie groß der Abschnitt sein soll, über den die Führungsvorrichtung verläuft, und über den der Sensor entsprechend bewegt werden kann, ist allerdings frei wählbar. Ebenso kann der Abschnitt, über den die Führungsvorrichtung verläuft, sowohl an einem Ende des Fräswalzenkastens als auch in der Mitte oder asymmetrisch im Fräswalzen kästen im Bezug auf die Fräswalzenbreite gewählt werden. Besonders bevorzugt ist aufgrund obiger Ausführungen allerdings die Ausbildung der Führungsvorrichtung in der Art, dass sie über die gesamte Fräswalzenbreite eine Verstellung des Sensors ermöglicht.
[0012] Die Sensoreinrichtung kann konkret beispielsweise einen Spindelantrieb, einen Zahnstangenantrieb oder einen Zahnriemenantrieb zur Bewegung des Sensors relativ zur Fräswalze und insbesondere an der Führungseinrichtung umfassen. Ein Spindelantrieb umfasst dabei eine Spindel, die prinzipiell einer langen Schraubenstange ähnelt, und die durch ein Gewinde geführt wird, das beispielsweise an dem Sensor befestigt ist. Die Spindel wird mit einer Rotationsbewegung beaufschlagt, der das Gewinde mit dem daran befestigten Sensor nicht folgen kann, wodurch es am Sensor und dem Gewinde zu einer Umwandlung der Rotationsbewegung in eine lineare Bewegung des Sensors mit dem Gewinde kommt. Je nach Drehrichtung der Spindel kann der Sensor mit dem Gewinde hierbei in zwei entgegengesetzte Richtungen bewegt werden. Bei einem Zahnstangenantrieb wird die rotatorische Bewegung eines Zahnrades durch Verzahnung mit einer, insbesondere linearen, Zahnstange in eine translatorische Bewegung umgewandelt. Dabei ist es zweckmäßig, wenn der Antrieb, der die Drehbewegung des Zahnrads antreibt, am Sensor beziehungsweise an einem den Sensor tragenden Bauteil angeordnet ist und die Wechselwirkung des Zahnrades, des Antriebs und der Zahnstange zu einer linearen Bewegung des Antriebs und des Sensors entlang der Zahnstange führt. Bei einem Antrieb des Sensors durch einen Zahnriemenantrieb kann der Antrieb selbst, der den
Zahnriemen antreibt, an anderer Stelle der Bodenfräsmaschine angeordnet sein, es besteht keine Notwendigkeit, diesen direkt am Sensor anzuordnen. Ein Sensor wird an einem Zahnriemen befestigt und durch dessen Bewegung mitgeführt. Bei den genannten Antriebstypen wird das Auftreten von Schlupf verhindert, wodurch eine exakte Positionierung des Sensors ermöglicht wird. Natürlich kann der Sensor auch durch andere Arten von Antrieben, beispielsweise Band- oder Riemenantrieben, angetrieben werden, solange diese ein kontrolliertes Positionieren des Sensors gegenüber der Fräswalze auf der Fräswalzenbreite zulassen.
[0013] Optimal bei der Positionierung des Sensors in Bezug zu den Meißeleinrichtungen ist es, wenn ein Positionssensor vorhanden ist, der die Position des Sensors relativ zur Fräswalze in Bezug auf die Fräswalzenbreite ermittelt. Mit anderen Worten soll zu jedem Zeitpunkt im Betrieb der Sensoreinrichtung durch die Messung eines Positionssensors bekannt sein, an welcher Stelle sich der Sensor innerhalb des Fräswalzen kastens, insbesondere in Bezug auf die Fräswalzenbreite, befindet. Diese Information ist sowohl wichtig für eine Positionierung des Sensors relativ zu den jeweiligen Meißeleinrichtungen und eine genaue Bestimmung des Verschleißgrades, als auch für die Identifizierung der jeweiligen Meißeleinrichtungen durch deren Zuordnung zu ihren Positionen auf der Fräswalze. Denkbar sind hier Positionssensoren, die die Position des Sensors absolut oder auch relativ, anhand von beispielsweise Drehungswerten in einem Antrieb oder an einer Spindel, bestimmen. Wird der Sensor von einem Spindelantrieb angetrieben, kann der Positionssensor beispielsweise die Drehung der Spindel messen und daraus die Position des Sensors auf der Führungsvorrichtung ableiten. Da es sich hier um einen relativ messenden Positionssensor handelt, ist es nach einem Verlust der Kenntnis der absoluten Position des Sensors, beispielsweise bei einem Neustart der Maschine, notwendig, die absolute Position neu zu bestimmen. Dazu kann beispielsweise an einem Ende der Führungsvorrichtung ein Schalter angeordnet sein, zu dem der Sensor zu Beginn des Messvorganges bewegt werden muss, bis er diesen betätigt und so seine Position bestimmt werden kann. Bei absolut messenden Positionssensoren, beispielsweise Seilzugsensoren, ist dies nicht notwendig. Die Art der Positionsbestimmung des Positionssensors spielt keine Rolle, wichtig ist nur, dass die Position des Sensors in seiner Bewegung entlang der Fräswalzenbreite bestimmt wird. Wo der Positionssensor genau angeordnet wird, hängt unter anderem auch von der Art des Antriebes ab. Bei Spindelantrieben muss der Positionssensor beispielsweise nicht direkt am Sensor angeordnet sein, sondern kann außerhalb des Fräswalzenkastens angeordnet sein, wodurch Platz gespart wird. Bei einem Zahnstangenantrieb, der direkt am Sensor angeordnet ist oder zumindest zusammen mit diesem bewegt wird, kann der Positionssensor ebenfalls direkt am Sensor oder einem den Sensor tragenden Element angeordnet sein.
[0014] Da es sich bei der Sensoreinrichtung um einen teures und sensibles Bauteil handelt, ist vorzugsweise eine Schutzvorrichtung für die Sensoreinrichtung vorhanden, um die Sensoreinrichtung vor Beschädigungen, insbesondere durch Fräsgut, zu schützen. Idealerweise ist die Schutzvorrichtung zwischen einer Schutzposition, in der die Schutzvorrichtung die Sensoreinrichtung zumindest teilweise abdeckt, und einer Freigabeposition, in der sie die Sensoreinrichtung in der Weise freigibt, dass der Sensor die Meißeleinrichtung vermessen kann, verstellbar. Dies kann beispielsweise insbesondere dadurch erreicht werden, dass die Schutzvorrichtung oder zumindest ein Teil von ihr zusammen mit der Sensoreinrichtung bewegbar ausgebildet ist. Ein gemeinsames Bewegen der Sensoreinrichtung zusammen mit der Schutzvorrichtung ermöglicht es, den Sensor während des Arbeitsbetriebs der Bodenfräsmaschine in einer Schutzposition verharren zu lassen und sie dann, zur Bestimmung des Verschleißzustandes der Meißeleinrichtungen, in eine Messposition zu bewegen, die im Vergleich zur Schutzposition näher an der Fräswalze und damit an den Meißeleinrichtungen ist. Diese Verkürzung der Distanz zwischen Sensor und Meißeleinrichtung durch die gemeinsame Bewegung der Schutzvorrichtung und der Sensoreinrichtung erhöht die Präzision bei der Verschleißbestimmung. Diese erhöhte Präzision geht durch die Verkürzung der Distanz des Sensors zur Fräswalze mit einer Verkleinerung des Messbereiches des Sensors einher, was durch die erfindungsgemäße Bewegbarkeit bzw. Verstellbarkeit des Sensors jedoch unkritisch ist.
[0015] Insbesondere auch zum Schutz der Sensoreinrichtung ist es ebenfalls von Vorteil, wenn eine Steuereinrichtung vorhanden ist, die verhindert, dass die Sensoreinrichtung während des Fräsbetriebes ihre Schutzposition verlässt. Sollte während des Arbeitsbetriebes der Bodenfräsmaschine fälschlicherweise versucht werden, eine Messung des Verschleißparameters der Meißeleinrichtungen durchzuführen, so würde ein Ausrücken der Sensoreinrichtung aus ihrer Schutzposition bei rotierender Fräswalze im Arbeitsbetrieb unter Umständen eine Beschädigung der Sensoreinrichtung entweder durch die Fräswalze selbst oder durch herumfliegendes Fräsgut herbeiführen. Deshalb ist es von Vorteil, wenn vor jedem Ausrücken der Sensoreinrichtung von der Schutzposition in die Messposition durch eine Steuereinrichtung geprüft wird, ob die Fräswalze sich im Arbeitsbetrieb befindet, und, sollte das der Fall sein, ein Ausrücken der Sensoreinrichtung aus ihrer Schutzposition verhindert wird. Nur für den Fall, dass sich die Bodenfräsmaschine und damit die Fräswalze nicht im Arbeitsbetrieb befindet, lässt die Steuereinrichtung ein Ausrücken der Sensoreinrichtung aus ihrer Schutzposition zur Messung des Verschleißparameters der Meißeleinrichtungen zu. Dadurch werden Schäden an der Sensoreinrichtung durch Bedienungs- oder Cerätefehler vermieden.
[0016] Unabhängig von der vorstehend angeführten Schutzvorrichtung, ist es grundsätzlich vorteilhaft, wenn die Sensoreinrichtung so gelagert ist, dass sie zur Messung der Verschleißparameter der Meißeleinrichtungen in den Fräswalzenkasten hinein und nach Abschluss der Messung wieder aus diesem heraus bewegbar ist. So lassen sich die weiter oben beschriebenen Vorteile einer Verkürzung der Distanz zwischen Sensor und Fräswalze nutzen, und gleichzeitig eine negative Beeinflussung des Fließverhaltens des Fräsgutes im Fräswalzenkasten während des Arbeitsbetriebes der Bodenfräsmaschine durch die Sensoreinrichtung vermeiden.
[001 7] Die Lösung der Aufgabe gelingt ferner mit einem Verfahren zur berührungslosen Bestimmung von Verschleiß an Meißeleinrichtungen einer Bodenfräsmaschine der genannten Art, umfassend eine Messung eines Verschleißparameters der wenigstens zwei Meißeleinrichtungen, wobei erfindungsgemäß ein Bewegen des Sensors zumindest über einen Teil der Fräswalzenbreite vorgesehen ist, um zur Verschleißbestimmung von wenigstens zwei Meißeleinrichtungen gleiche perspektivische Messbedingungen hinsichtlich Messwinkel und Relativposition zur jeweils zu vermessenden Meißeleinrichtung in Bezug auf die Fräswalzenbreite zwischen dem Sensor und den wenigstens zwei Meißeleinrichtungen einzustellen.
[0018] Dem erfindungsgemäßen Verfahren liegen dabei dieselben Überlegungen und Erkenntnisse zugrunde, die weiter oben für die erfindungsgemäße Bodenfräsmaschine beschrieben wurden. Der Grundgedanke der Erfindung ist es, eine Angleichung der Messbedingungen (Messwinkel, beeinflussbar durch die Rotation der Fräswalze und Stellung des Sensors gegenüber der jeweils zu vermessenden Meißeleinrichtung in Richtung der Fräswalzen breite, beeinflussbar durch ein erfindungsgemäßes Bewegen des Sensors) bei der Messung jeder zu vermessenden Meißeleinrichtung zu ermöglichen, um die zu vermessenden Meißeleinrichtungen unabhängig von ihrer Position auf der Fräswalze unter gleichen perspektivischen Verhältnissen von dem einen Sensor hinsichtlich eines für den Verschleiß der Meißeleinrichtung relevanten Parameters vermessen zu können.
[0019] Eine vorteilhafte Weiterbildung des eingangs genannten Verfahrens besteht darin, dass die Relativposition des Sensors auf einer parallel zur Rotationsachse der Fräswalze verlaufenden Bahn und/oder die Rotationsposition der Fräswalze durch mindestens einen Positionssensor zur Identifizierung der Meißeleinrichtungen registriert wird. Die Rotationsposition der Fräswalze kann dabei beispielsweise als Winkelverstellung in Bezug auf eine Ausgangsdreh position beziehungsweise Nullstellung ermittelt werden in einer Ebene senkrecht zur Rotationsachse der Fräswalze. Aus der Relativposition des Sensors in Bezug auf die Fräswalzenbreite, die der Verstell- bzw. Verschiebeposition
des Sensors entspricht, und der Rotationsposition der Fräswalze, die dem Messwinkel entspricht, lässt sich eine Identifizierung jeder einzelnen Meißeleinrichtung ableiten. Dadurch kann jeder Meißeleinrichtung der entsprechende Messwert des mit dem Sensor bestimmten Verschleißparameters zugeordnet werden, wodurch sich ein differenziertes Verschleißprofil aller Meißeleinrichtungen der Fräswalze erstellen lässt. So lassen sich einzelne Meißeleinrichtungen ausfindig machen, deren Verschleiß von den anderen Meißeleinrichtungen abweicht.
[0020] Besonders zeitsparend gestaltet sich die Messung des Verschleißparameters, wenn der Sensor und die Fräswalze zur Messung des Verschleißparameters der Meißeleinrichtungen so bewegt werden, dass die Messreihenfolge der Meißeleinrichtungen dem kürzesten möglichen Weg zwischen den Meißeleinrichtungen entspricht. Weg bezeichnet dabei entweder einen Bewegungsweg, insbesondere des Sensors entlang seiner Verstellstrecke und/oder der Fräswalze um die Rotationsachse und/oder die Wegstrecke zur Verbindung der zu vermessenden Meißeleinrichtungen auf der Fräswalze, insbesondere in einer Abrollung der Fräswalze in einer Ebene. So ist es beispielsweise möglich, den Sensor entlang der Fräsbreite von der einen Seite in Axialrichtung der Fräswalze zur anderen zur verstellen und währenddessen die Fräswalze mehrfach um die Rotationsachse rotieren zu lassen. Dabei erfasst der Sensor jeweils die Meißeleinrichtung, die von der rotierenden Fräswalze an ihm unter den gewünschten perspektivischen Verhältnissen vorbeigeführt wird. Bei der Methode wird zur Vermessung aller vorhandenen Meißeleinrichtungen der Sensor somit einmal über die Breite der Fräswalze bewegt und gleichzeitig mehrfach um die Rotationsachse rotiert. Alternativ kann auch die Fräswalze nur einmal um ihre Rotationsachse um 360° gedreht werden und im Gegenzug der Sensor an die jeweils erforderlichen Positionen entlang der Fräswalzenbreite bewegt werden. Bei der Methode vollzieht somit die Fräswalze den kürzesten Bewegungsweg, konkret einmal um 360° um die eigene Rotationsachse, und der Sensor wird entsprechend an die jeweilig erforderliche Position bewegt. Noch schneller und effizienter gestaltet sich der Messprozess, wenn der Sensor und die Fräswalze so bewegt werden, dass die Messreihenfolge der Meißeleinrichtungen dem kürzesten möglichen Verbindungsweg der Meißeleinrichtungen auf der Fräswalze entspricht. Mit anderen Worten werden durch den Sensor die Meißeleinrichtungen der Fräswalze in der Reihenfolge abgetastet, die dem Muster der Anordnung der Meißeleinrichtungen auf der Fräswalze entspricht. Dazu ist es notwendig, dass sowohl der Sensor in beide Richtungen bezogen auf die Rotationsachse der Fräswalze, idealerweise über die Fräswalzenbreite, als auch die Fräswalze in beide Rotationsrichtungen bewegt werden kann. Durch die Bewegung des Sensors und der Fräswalze wird das Abtastmuster dem Muster der Meißeleinrichtungen auf der Fräswalze somit angepasst. Dazu kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass dieser Vorgang durch eine entsprechende Steuereinrichtung koordiniert
und gesteuert wird, in der beispielsweise auch die Anordnungsmuster der Meißeleinrichtung auf der Fräswalze hinterlegt sein können.
[0021 ] Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn eine Identifizierung der Meißeleinrichtungen erfolgt, indem vergleichbar einem zweidimensionalem Koordinatensystem jeder Position einer Meißeleinrichtung auf der Fräswalze eine Kombination aus der Rotationsposition der Fräswalze, also dem Drehwinkel, und der Verstellposition des Sensors entlang der Fräswalzenbreite zugeordnet ist. Dadurch, dass die Lage jeder einzelnen Meißeleinrichtung auf der Fräswalze bekannt ist, und jede einzelne Meißeleinrichtung eindeutig eine Position des Sensors und eine Rotationsposition der Fräswalze zugeordnet werden kann, ist es möglich, die Bestimmung von Verschleiß nur für bestimmte Gruppen von Meißeleinrichtungen oder sogar einzelne Meißeleinrichtungen durchzuführen. Dadurch ist es möglich, gezielt Meißeleinrichtungen mit erhöhtem Verschleiß zu überprüfen, ohne eine Überprüfung aller Meißeleinrichtungen durchführen zu müssen. Beispielsweise kann es vorkommen, dass nur ein Teil der Fräswalzenbreite während eines Fräsganges mit Bodenmaterial in Berührung kommt, was auch zu einer selektiven Abnutzung der Meißeleinrichtungen dieses Gebietes führt. Ebenso ist es denkbar, die Messung des Verschleißparameters nur an einzelnen Meißeleinrichtungen durchzuführen, und diese Messergebnisse als Indikatoren für den Grad des Verschleißes aller Meißeleinrichtungen zu nutzen.
[0022] Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Figuren angegebenen Ausführungsbeispiele weiter beschrieben. Es zeigen schematisch:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer gattungsgemäßen Bodenfräsmaschine;
Fig. 2 eine Draufsicht eines Fräsrotors mit Meißeleinrichtungen;
Fig. 3 eine Seitenansicht eines Fräswalzenkastens mit abgenommener Seitenverkleidung mit
Fräswalze und Sensoreinrichtung im Messbetrieb;
Fig. 4 eine Seitenansicht eines Fräswalzenkastens mit abgenommener Seitenverkleidung nach Fig. 3 mit Sensoreinrichtung in Schutzposition;
Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Sensoreinrichtung;
Fig. 6 eine Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform einer Sensoreinrichtung;
Fig. 7 ein Fließdiagramm zum Ablauf des Verfahrens;
Fig. 8 eine Abrollung einer Fräswalze mit Messreihenfolge der Meißeleinrichtungen;
Fig. 9 eine Abrollung einer Fräswalze mit alternativer Messreihenfolge der Meißeleinrichtungen.
[0023] Gleiche bzw. funktionsgleiche Bauteile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen angegeben, wobei sich in den Figuren wiederholende Bauteile nicht in jeder Figur gesondert bezeichnet sind.
[0024] Fig. 1 zeigt beispielhaft eine gattungsgemäße Bodenfräsmaschine 1 , hier eine Straßenfräse, mit einem Maschinenrahmen 21 , Fahrschiffen 4, einem Fahrerstand 3, einem Abwurfband 5, einem Antriebsmotor 22 und einem Fräswalzenkasten 2. Im Fräs- bzw. Arbeitsbetrieb bewegt sich die Bodenfräsmaschine 1 in Arbeitsrichtung v über den zu bearbeitenden Bodenuntergrund und fräst dabei Untergrundmaterial in einer vorgegebenen Frästiefe ab.
[0025] In Fig. 2 wird eine Fräswalze 7 dargestellt, wie sie beispielsweise im Fräswalzenkasten 2 der Bodenfräsmaschine 1 aus Fig. 1 angeordnet ist. Die Fräswalze 7 umfasst mehrere Meißeleinrichtungen 6, wobei jede Meißeleinrichtung in an sich bekannter Weise jeweils einen Meißel 9, einen Meißelhalter 10 und einen Wechsel halter 20 aufweist. Die Meißeleinrichtungen 6 sind je nach Einsatzgebiet der Fräswalze 7 in einem Muster auf der Außenmantelfläche des Fräsrohrs der Fräswalze 7 angeordnet. Das Anordnungsmuster der Fräswalze 7 aus Fig. 2 umfasst beispielsweise eine Anordnung der einzelnen Meißeleinrichtungen 6, von denen in Fig. 2 nur die Meißelhalter 10 angegeben sind, in schraubenförmig um die Rotationsachse 18 verlaufenden Reihen. In diesen sind die Meißelhalter 10 im Abstand b zueinander angeordnet, wobei in Rotationsrichtung aufeinanderfolgend angeordnete Reihen einen Axialversatz der Meißeleinrichtungen 6 aufweisen. Die Fräswalze 7 ist bezüglich ihrer räumlichen Abmessungen definiert durch ihren Durchmesser radial zur Rotationsachse 18 (beispielsweise bezogen auf den Schneidkreis der Fräswalze) und ihre Fräswalzenbreite a, d.h. ihre Erstreckung in Axialrichtung der Rotationsachse 18. Im Arbeitsbetrieb der Bodenfräsmaschine 1 rotiert die Fräswalze 7 um ihre Rotationsachse 18. Durch die Rotation der Fräswalze 7 und eine Bewegung der Bodenfräsmaschine 1 in Arbeitsrichtung v werden die Meißel 9 in den Boden getrieben und tragen diesen ab. Dabei kann es je nach Härte des Bodens zu erheblichem Verschleiß an den Meißeleinrichtungen 6 kommen.
[0026] In Fig. 3 ist ein Fräswalzenkasten 2 und eine Fräswalze 7 in seitlicher Ansicht dargestellt, die Seitenverkleidung ist entfernt. Die Fräswalze 7 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel eine Meißeleinrichtung 6, die aus einem Meißel 9, der Meißelhalterung 10 und einem Wechselhalter 20 besteht. Ebenso stellt Fig. 3 eine Sensoreinrichtung 14 im Messbetrieb dar, die aus einem Sensor 8 und einer Führungsvorrichtung 16 besteht. Die Sensoreinrichtung 14 ist auf einer Schutzvorrichtung 1 1 gela-
gert, die über ein Gelenk 12 mit dem Fräswalzenkasten 2 verbunden ist. Über das Gelenk 12 kann der Sensor 8, die Führungsvorrichtung 16 und die Schutzvorrichtung 1 1 gemeinsam bewegt werden. Konkret können sie über eine Klappbewegung am Gelenk 12 aus dem Fräswalzenkasten 2 in der Art herausbewegt werden, dass nur noch die Schutzvorrichtung 1 1 mit dem Innenraum des Fräswalzenkastens 2 in Verbindung steht. Diese Situation ist in Fig. 4 dargestellt, die die Sensoreinrichtung 14 im Arbeitsbetrieb der Fräswalze 7 zeigt. Eine alternative Anordnung des Sensor (gestrichelt dargestellt) ist mit 8' angegeben. Bei dieser alternativen Ausführung 8' ist der Sensor nicht mit der Schutzvorrichtung 1 1 verbunden, sondern ist außerhalb des Fräswalzenkastens 2 angeordnet. Allein die Schutzvorrichtung 1 1 führt eine Bewegung im Gelenk 12 aus und begibt sich entweder in Schutzposition vor den Sensor 8' oder in Messposition aus dessen Messbereich heraus. Sowohl der Sensor 8, als auch der Sensor 8' sind parallel zur Rotationsachse 18 längsbeweglich gelagert. Die Fig. 3 zeigt weiterhin die Blickrichtung 24 des Sensors 8, deren Zentralachse sich mit einer Parallele 26 zum von der Bodenfräsmaschine 1 zu bearbeitenden Boden im Sensorwinkel ß schneidet. Dieser Sensorwinkel ß bleibt über die gesamte Messdauer der Verschleißparameter aller zu messenden Meißeleinrichtungen 6 konstant. Der Messwinkel oc, der durch die Rotationsbewegung der Fräswalze 7 eingestellt wird, liegt zwischen der Zentralachse der Blickrichtung 24 des Sensors 8 und der Radialachse 25 der Meißeleinrichtung 6, die durch die Rotationsachse 18 der Fräswalze und dem Zentrum der Standfläche der Meißeleinrichtung 6 verläuft. Die Einheitlichkeit dieses Winkels oc bei der Messung jeder einzelnen Meißeleinrichtung 6 wird allein durch die Einstellung der Rotationsposition beziehungsweise des anliegenden Drehwinkels der Fräswalze 7 erreicht. Der Messwinkel α kann dabei auch zwischen der Geraden 24 in der Blickrichtung des Sensors 8 und einer anderen Geraden als der Radialachse 25 der Meißeleinrichtung 6 gemäß Fig. 3 definiert werden. So wäre es z.B. möglich, den Messwinkel oc als zwischen der Geraden 24 und einer Geraden, die von der Rotationsachse 18 der Fräswalze 7 aus radial einen beliebigen Punkt der Meißeleinrichtung 6 schneidet oder tangiert, zu definieren, solange für alle Meißeleinrichtungen 6 der gleiche jeweils an ihnen liegende Punkt verwendet wird. Wichtig ist nur, dass der Messwinkel α eine klar definierte Rotationsposition der Fräswalze 7 gegenüber dem Sensor 8 vorgibt, die sicherstellt, dass alle Meißeleinrichtungen 6 in der gleichen Ansicht vom Sensor 8 aus gesehen vermessen werden. Bestimmt wird der Messwinkel oc durch Bestimmung des Rotationswinkels der Fräswalze 7 durch einen Rotationspositions- beziehungsweise Drehwinkelsensor 28. Dabei kann die Rotationsposition der Fräswalze 7 sowohl absolut bestimmt werden, als auch in Relation zu einer Referenz. Möglich wäre beispielsweise die Zentralachse 24, der Blickrichtung des Sensors 8, eine Horizontale 26 oder die Lotrichtung 29. Aus der Referenz und der Radialachse 30 des Rotationspositionssensors 28 kann der Rotationswinkel γ der Fräswalze 7 bestimmt werden. Da die Anordnung der Meißeleinrichtungen 6 bezüglich der Fräswalze 7, und damit
die Radialachsen 25 der Meißeleinrichtungen 6, bekannt ist, kann aus dem Rotationswinkel γ der Fräswalze 7 der Messwinkel α bestimmt werden.
[0027] Die zweite Messbedingung, die bei jeder Messung jeder einzelner Meißeleinrichtung 6 gleich sein soll, ist die Relativposition des Sensors gegenüber der Fräswalzenbreite a und wird anhand der Fig. 5 näher erläutert. Fig. 5 zeigt eine bewegbare Sensoreinrichtung 14. Am Sensor 8 ist ein Antrieb 15 und ein Positionssensor 19 angeordnet, so dass der Sensor 8 in Pfeilrichtung c parallel zur Rotationsachse 18 der Fräswalze 7 über die Fräswalzen breite a hinweg verstellbar ist. Zusammen mit diesem ist der Sensor 8 über die Führungsvorrichtung 16 bewegbar. Sämtliche Anschlüsse für den Antrieb 15, den Positionssensor 19 und den Sensor sind mit Kabeln versehen, die durch die Schleppkette 1 7 geführt werden. Zudem ist eine Steuerungseinrichtung 23 zur Steuerung der Sensoreinrichtung 14 vorhanden. Der Sensor 8, der Antrieb 15 und der Positionssensor 19 sind so über die Führungsvorrichtung 16 bewegbar, dass der Sensor 8 jede Position entlang der Fräswalzenbreite a einnehmen kann. Dabei kann der Sensor 8 z.B. um jeweils genau den Abstand b zwischen den Meißeleinrichtungen 6 entlang der Fräswalzenbreite a bewegt werden. Dadurch ist es mit zusätzlich der geeigneten Drehung der Fräswalze 7 (im Messbetrieb beispielsweise über das Antriebsgetriebe und/oder eine speziell für diesen Zweck vorhandenen Antriebseinrichtung) möglich, die Relativposition des Sensors 8 in Bezug auf jede Meißeleinrichtung 6 gleich einzustellen. Damit kann jede Meißeleinrichtung 10 unter gleichen perspektivischen Bedingungen vom Sensor 8 hinsichtlich ihres Verschleißes vermessen werden, was insbesondere den Vergleich des Verschleißes verschiedener Meißeleinrichtungen erheblich erleichtert.
[0028] Die Fig. 6 zeigt eine alternative Ausführungsform der bewegbaren Sensoreinrichtung 14 gemäß Fig. 5. Im Unterschied zur Ausführungsform in Fig. 5 ist hier der Antrieb 15 und der Positionssensor 19 nicht direkt am Sensor 8 angeordnet, sondern im Randbereich der Führungsvorrichtung 16. Wie der Positionssensor 19 genau funktioniert, hängt von der Art des Antriebs 15 ab. So kann der Positionssensor 19 sowohl die absolute Position des Sensors 8 messen, als auch die Position des Sensors 8 aus dem Grad der Verstellung eines Antriebs 15 ableiten. So kann der Antrieb 15 z.B. ein Spindelantrieb sein, der durch die Rotation einer Spindel den Sensor 8 auf der Führungsvorrichtung 16 bewegt. Ein Positionssensor 19 kann in diesem Fall durch eine Quantifizierung der Rotationsbewegung der Spindel des Antriebes 15 bestimmen, wie weit und in welche Richtung sich der Sensor 8 entlang der Führungsvorrichtung 16 in Pfeilrichtung c bewegt hat. Dazu ist es allerdings notwendig, dass eine Ausgangsposition des Sensors 8 bekannt ist. Um diese Ausgangsposition zu bestimmen, kann es vorgesehen sein, den Sensor 8 zu Beginn der Messtätigkeit an ein Ende der
Führungsvorrichtung 16 zu bewegen, an dem die Ankunft des Sensors 8 durch dessen Betätigen eines Schalters festgestellt wird. Von dieser Nullposition aus könnte dann die relative Bewegung des Sensors 8 entlang der Führungsvorrichtung 16 durch einen Positionssensor 19 berechnet werden. Ebenfalls ist es möglich, die Position des Sensors 8 durch andere Anordnungen von Positionssensoren festzustellen.
[0029] Fig. 7 verdeutlicht den Ablauf des Verfahrens zur berührungslosen Bestimmung von Verschleiß an Meißeleinrichtungen 6. Der Ablauf beginnt in dem Moment, in dem die Sensoreinrichtung 14 aktiviert wird. Als erstes erfolgt optional eine Deaktivierung der Schutzvorrichtung 1 1 . In diesem Schritt erfolgt ebenso ein eventuelles Hineinbewegen der Sensoreinrichtung 14 in den Fräswalzenkasten 2. Dann beginnt die Bestimmung der Verschleißparameter aller zu erfassender Meißeleinrichtungen 6. Zuerst muss die Sensorposition erfasst werden, falls diese nicht von vornherein bekannt ist. Dann erfolgt die Positionierung des Sensors 8 relativ zur Fräswalzenbreite a. Anschließend wird die Rotationsposition der Fräswalze 7 erfasst, solange diese nicht von vornherein bekannt ist, und eine Positionierung der Fräswalze 7 bzw. der Meißeleinrichtung 6 gegenüber der Blickrichtung 24 des Sensors 8 so durchgeführt, dass der Messwinkel cc eingestellt wird, der für alle Messungen aller Meißeleinrichtungen 6 gleich ist. Natürlich können diese Schritte auch in anderer Reihenfolge erfolgen. Beispielsweise können zuerst die Erfassung der Fräswalzenrotationsposition und deren Positionierung und erst danach die Erfassung der Sensorposition und die Positionierung des Sensors 8 erfolgen. Ebenfalls ist es genau so gut möglich, diese Prozesse gleichzeitig ablaufen zu lassen. Wichtig ist nur, dass am Ende dieser Schritte die gleichen Messbedingungen für die zu messenden Meißeleinrichtungen 6 eingestellt werden. Danach erfolgt die Messung des Verschleißparameters durch den Sensor 8. Im Anschluss an diese Messung überprüft die Steuereinrichtung 23, ob alle zu erfassenden Meißeleinrichtungen 6 erfasst worden sind und die Messung damit abgeschlossen ist. Sollen noch weitere Meißeleinrichtungen 6 vermessen werden, so wird erneut die Position des Sensors 8 und die Rotationsposition der Fräswalze 7 erfasst und der Sensor 8 und die Fräswalze 7 relativ zur nächsten zu vermessenden Meißeleinrichtung 6 positioniert. Dieser Ablauf wird so lange wiederholt, bis alle zu erfassenden Meißeleinrichtungen 6 erfasst sind. Zu diesem Zeitpunkt sind die Werte des Verschleißparameters für alle zu erfassenden Meißeleinrichtungen 6 bekannt. Die Messung wird beendet, optional wird eine Aktivierung der Schutzvorrichtung 1 1 durchgeführt, die gegebenenfalls auch ein Herausbewegen der Sensoreinrichtung 14 aus dem Fräswalzenkasten 2 beinhaltet. Damit ist das Verfahren beendet.
[0030] Die Fig. 8 und Fig. 9 zeigen jeweils eine Abrollung der Mantelfläche der Fräswalze 7, die das Verteilungsmuster der Meißeleinrichtungen 6 schematisch verdeutlichen, das im vorliegenden Fall typisch für eine Fräswalze für eine Straßenfräse ist. Die einzelnen Meißeleinrichtungen 6 sind als Kreise angegeben. Zudem sind Auswerfer 13 vorhanden, die Fräsgut vom Fräswalzenkasten 2 in einen Auswurfschacht befördern. Ebenfalls an der Fräswalze 7 angeordnet ist ein Rotationspositions- sensor 28 zur Bestimmung des Rotationswinkels γ der Fräswalze 7. Mit den gepunkteten Linien 27 und 27' sind nun zwei verschiedene Abtastmuster beziehungsweise Vermessungspläne angegeben, die die Messreihenfolge an den verschiedenen Meißeleinrichtungen 6 durch den Sensor 8 angeben. In Fig. 8 folgt das Abtastmuster 27 dem Verteilungsmuster der Meißeleinrichtungen 6 auf der Fräswalze. Um dem Abtastmuster 27 somit folgend zu können, müssen der Sensor 8/8' in beide Richtungen entlang Pfeilrichtung c parallel zur Rotationsachse 18 der Fräswalze 7 und die Fräswalze 7 in beide Drehrichtungen um die Rotationsachse 18 bewegt werden. Wesentlich für diese Abtastmuster ist, dass der Cesamtweg zur Abtastung aller Meißeleinrichtungen 6 in Bezug auf die Meißeleinrichtungen 6 am Kleinsten ist. Alternativ dazu wird in Fig. 9 ein Abtastmuster angewendet, bei dem sowohl der Sensor 8, 8', als auch die Fräswalze 7 nur in eine Richtung bewegt bzw. rotiert werden. Konkret wird gemäß Fig. 9 der Sensor 8, 8' in kleinen Intervallen entlang der Fräswalzenbreite a bewegt, während die Fräswalze 7 für jedes Intervall eine volle Umdrehung vollführt. Während dieser Umdrehung vermisst der Sensor 8, 8' alle Meißeleinrichtungen 6, zu denen während der Umdrehung der Fräswalze 7 der Sensor 8, 8' die Relativposition aufweist, die bei allen Messungen vorliegen soll. Dann wird der Sensor 8, 8' ein Intervall weiter bewegt und es erfolgt eine weitere Umdrehung der Fräswalze 7. Hier erfolgt die Vermessung der Meißeleinrichtungen 6 somit in der Weise, dass bezüglich der Bewegung des Sensors 8, 8', der in Summe lediglich einmal über die gesamte Fräswalzenbreite verstellt wird, der kleinste Weg zur Vermessung aller Meißeleinrichtungen 6 abgefahren wird. Alternativ wäre es auch möglich, die Fräswalze 7 in Intervallen zu rotieren, und den Sensor 8, 8' für jedes Intervall die komplette oder zumindest die jeweils erforderliche Fräswalzen breite a abtasten zu lassen, wobei die Verschleißparameter von den Meißeleinrichtungen 6 gemessen werden, die in dieser Rotationseinstellung der Fräswalze 7 den Messwinkel c aufweisen, der bei allen Messungen vorliegen soll. Bei dieser in den Figuren nicht dargestellten Alternative würde entsprechend der kürzeste Weg in Bezug auf die Rotationsbewegung der Fräswalze beschritten werden, die für eine Vermessung aller Meißeleinrichtungen 6 entsprechend einmal um 360° gedreht werden würde, wobei der Sensor 8, 8' an die jeweils relevanten Messstellen in Bezug auf die Fräswalzenbreite verfahren werden würde.
Claims
1. Bodenfräsmaschine (1), insbesondere Straßenfräse, Recycler, Stabilisierer oder Surface Miner, mit
einem Maschinenrahmen (21),
einem Antriebsmotor (22),
einem Fräswalzenkasten (2),
einer Fräswalze (7) mit einer entlang ihrer Rotationsachse (18) verlaufenden Fräswalzenbreite (a) und wenigstens zwei Meißeleinrichtungen (6), die jeweils einen Meißel (9) und einen Meißelhalter (10) umfassen, und
einer Sensoreinrichtung (14) zur berührungslosen Bestimmung von Verschleiß an den wenigstens zwei Meißeleinrichtungen (6), umfassend einen Sensor (8, 8') zur Messung eines Verschleißparameters der wenigstens zwei Meißeleinrichtungen (6),
dadurch gekennzeichnet,
dass der Sensor (8, 8') zumindest über einen Teil der Fräswalzen breite (a) bewegbar ist, um zur Messung des Verschleißparameters der wenigstens zwei Meißeleinrichtungen (6) einen gleichen Messwinkel (cc) und eine gleiche Relativposition des Sensors (8, 8') gegenüber der wenigstens zwei Meißeleinrichtungen (6) einzustellen.
2. Bodenfräsmaschine (1) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Sensor (8, 8') parallel zur Rotationsachse (18) der Fräswalze (7) bewegbar ist.
3. Bodenfräsmaschine (1) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeich net,
dass die Sensoreinrichtung (14) eine Führungsvorrichtung (16) umfasst, an der der Sensor (8, 8') bewegbar ist.
4. Bodenfräsmaschine (1) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Führungsvorrichtung (16) eine Führungsschiene umfasst, an der der Sensor (8, 8') bewegbar ist.
5. Bodenfräsmaschine (1) nach Anspruch 3 oder 4,
dad urch gekennzeichnet,
dass die Führungsvorrichtung (16) über die gesamte Breite des Fräswalzen kastens (2) verläuft.
6. Bodenfräsmaschine (1) nach einem der vorausgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Sensoreinrichtung (14) einen Antrieb (15), insbesondere einen Spindelantrieb, einen Zahnstangenantrieb oder einen Zahnriemenantrieb zur Bewegung des Sensors relativ zur Fräswalze (7) umfasst.
7. Bodenfräsmaschine (1) nach einem der vorausgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass sie über einen Positionssensor (19) verfügt, der die Position des Sensors (8, 8') relativ zur Fräswalze (7) in Bezug auf die Fräswalzenbreite (a) registriert.
8. Bodenfräsmaschine (1) nach einem der vorausgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Steuereinrichtung (23) vorhanden ist, die verhindert, dass die Sensoreinrichtung (14) während des Fräsbetriebes eine Schutzposition verlässt.
9. Bodenfräsmaschine (1) nach einem der vorausgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Schutzvorrichtung (11) für die Sensoreinrichtung (14) vorhanden ist und diese zusammen mit der Sensoreinrichtung (14) bewegbar ist.
10. Bodenfräsmaschine (1) nach einem der vorausgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Sensoreinrichtung (14) so gelagert ist, dass sie zur Messung der Verschleißparameter der Meißeleinrichtungen (6) in den Fräswalzenkasten (2) hinein und nach Abschluss der Messung wieder aus diesem heraus bewegbar ist.
11. Verfahren zur berührungslosen Bestimmung von Verschleiß an Meißeleinrichtungen (6) einer Bodenfräsmaschine (1), insbesondere einer Bodenfräsmaschine (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend eine Messung eines Verschleißparameters der wenigstens zwei Meißeleinrichtungen (6),
gekennzeichnet durch,
ein Bewegen des Sensors (8, 8') zumindest über einen Teil der Fräswalzenbreite (a), um zur Messung des Verschleißparameters der wenigstens zwei Meißeleinrichtungen (6) einen gleichen Messwinkel (oc) und eine gleiche Relativposition des Sensors (8, 8') gegenüber der wenigstens zwei Meißeleinrichtungen (6) einzustellen.
12. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Position des Sensors (8, 8') und/oder die Rotationsposition der Fräswalze (7) durch mindestens einen Positionssensor (19) zur Identifizierung der Meißeleinrichtungen (6) registriert wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Sensor (8, 8') und die Fräswalze (7) zur Messung des Verschleißparameters der Meißeleinrichtungen (6) so bewegt werden, dass die Messreihenfolge der Meißeleinrichtungen (6) dem kürzesten möglichen Weg zwischen den Meißeleinrichtungen (6) entspricht.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Identifizierung der Meißeleinrichtungen (6) erfolgt, indem jeder Position einer Meißeleinrichtung (6) auf der Fräswalze (7) eine Rotationsposition der Fräswalze (7) und eine Position des Sensors (8, 8') entlang der Fräswalzenbreite (a) zugeordnet ist.
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