DE10025462A1 - Determination of layer thickness of final surface coat applied by surface finishing machine using inclination sensor - Google Patents
Determination of layer thickness of final surface coat applied by surface finishing machine using inclination sensorInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung der Schichtdicke eines durch einen Straßenfertiger auf einen Untergrund aufzubringenden Mate rialeinbaus, wobei der Straßenfertiger einen Traktor, zumin dest einen höhenverstellbar an dem Traktor angebrachten Zug arm und eine starr an dem zumindest einen Zugarm angebrachte Bohle aufweist.The present invention relates to an apparatus and a Method for determining the layer thickness of a through a Paver mate to be applied to a subsurface rialeinbaus, the paver finisher a tractor, at at least one height-adjustable train attached to the tractor arm and one rigidly attached to the at least one pull arm Has plank.
Allgemein läuft ein Straßenfertiger mit einem Kettenfahrwerk auf einem vorbereiteten Untergrund, auf den eine zu ferti gende Straßendecke bzw. ein zu fertigender Straßenbelag auf zubringen ist. In Fahrtrichtung hinten am Straßenfertiger ist eine höhenverstellbare Bohle vorgesehen, an deren Vor derseite ein Vorrat des Straßenbelagmaterials angehäuft ist, der durch eine Fördereinrichtung gefördert und verteilt wird, die dafür Sorge trägt, daß auf der Vorderseite der Bohle immer eine ausreichende, jedoch nicht zu große Menge des Straßenbelagmaterials bevorratet gehalten wird. Die Höhe der unteren Hinterkante der Bohle gegenüber der Oberfläche des vorbereiteten Untergrundes, der gegebenenfalls auch durch eine alte Straßenbelagdecke gebildet sein kann, legt die Dicke der gefertigten Straßendecke vor ihrer an schließenden weiteren Festigung durch Walzen fest. Die Bohle ist starr in der Regel an zwei Zugarmen gehalten, die in ei nem Mittenbereich des Traktors des Straßenfertigers höhen verstellbar angebracht sind, derart, daß durch eine Höhen verstellung der Neigungswinkel der Unterseite der Bohle ein gestellt werden kann, um dadurch ein Aufschwimmen bzw. ein Abschwimmen der Bohle auf dem einzubringenden Material und damit eine Ebenheit und Höhe des einzubringenden Materials steuern zu können. In general, a road paver runs with a crawler chassis on a prepared surface, on which one is ready low road surface or a road surface to be produced is to be spent. At the rear of the road paver in the direction of travel a height-adjustable screed is provided, at the front of which on the other hand a supply of the road surface material is accumulated, which is funded and distributed by a conveyor who will ensure that on the front of the Always screed a sufficient, but not too large, amount of the paving material is kept in stock. The height the lower rear edge of the plank opposite the surface of the prepared subsurface, which may also be can be formed by an old road surface, lays the thickness of the finished pavement in front of it subsequent further consolidation by rolling. The plank is held rigidly, as a rule, on two pulling arms, which are held in egg in the middle of the paver tractor are adjustably mounted in such a way that by a height adjustment of the angle of inclination of the underside of the screed can be set to thereby float or a Floating of the screed on the material to be brought in and thus an evenness and height of the material to be introduced to be able to control.
Die Messung der Einbauhöhe, d. h. der Schichtdicke, am Stra ßenfertiger ist bisher auf direktem Wege nicht oder nur mit einem sehr hohen Aufwand möglich. Auch bei der Messung einer Höhe an der Bohlenhinterkante, siehe beispielsweise DE 196 47 150 A1 oder US 5,401,115 wird nicht die Schichtdicke ermittelt, sondern nur eine Höheninformation bezogen auf ei ne Referenz ermittelt. Diese Referenz kann beispielsweise eine gespannte Schnur, der Bordstein oder eine bereits auf gebrachte benachbarte Straßendecke sein. Somit wird dort nicht die Schichtdicke in Relation zu dem Untergrund, auf den die Straßendecke aufgebracht wird, erfaßt, was bei Mes sung der Höhe an der Bohlenhinterkante nicht möglich ist, da dort bereits Material aufgebracht ist und somit ein direkter Zugriff auf den Untergrund nicht mehr möglich ist.The measurement of the installation height, i.e. H. the layer thickness, on the street Up to now, the ßenfertiger is not or only with a direct route possible at a very high cost. Even when measuring a Height at the rear edge of the plank, see for example DE 196 47 150 A1 or US 5,401,115 is not the layer thickness determined, but only an altitude information related to ei ne reference determined. This reference can be, for example a taut cord, the curb or one already on brought neighboring road surface. So there will be not the layer thickness in relation to the substrate the road surface is applied, detects what at Mes the height at the rear edge of the plank is not possible because Material has already been applied there and thus a direct one Access to the underground is no longer possible.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erfassung der exakten Schichtdicke eines Materialeinbaus, der durch einen Straßen fertiger auf einen Untergrund aufgebracht wird, zu schaffen.The object of the present invention is to provide a Apparatus and a method for detecting the exact Layer thickness of a material installation passing through a street paver is applied to a substrate to create.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 9 gelöst.This object is achieved by a device according to claim 1 and a method according to claim 9 achieved.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung zur Be
stimmung der Schichtdicke eines durch einen Straßenfertiger
auf einen Untergrund aufzubringenden Materialeinbaus, wobei
der Straßenfertiger einen Traktor, zumindest einen an dem
Traktor höhenverstellbar und drehbar angebrachten Zugarm und
eine starr an dem zumindest einen Zugarm angebrachte schwim
mende Bohle, die mit dem Zugarm einen Zugarm-Bohlen-Verbund
bildet, aufweist, wobei die Vorrichtung folgende Merkmale
aufweist:
einen Höhensensor, der an einer Position angebracht ist, die
bezüglich des Zugarms und der Bohle stationär ist und in ei
nem vorbestimmten Abstand von einer unteren Bohlerhinterkante
angeordnet ist, zum Erfassen einer Höhe über dem Unter
grund;
einen Neigungssensor, der bezüglich des Zugarm-Bohlen-Ver
bunds stationär angeordnet ist, zum Ermitteln einer Neigung
des Zugarm-Bohlen-Verbunds; und
eine Einrichtung zur Bestimmung der Schichtdicke auf der
Grundlage des vorbestimmten Abstands der Position des Höhen
sensors von der Bohlenhinterkante, der erfaßten Höhe über
dem Untergrund und der ermittelten Zugarm-Bohlen-Verbund-
Neigung.The present invention creates a device for determining the layer thickness of a material installation to be applied by a road paver to a subsurface, the road paver comprising a tractor, at least one height-adjustable and rotatable towing arm attached to the tractor and a floating screed rigidly attached to the at least one towing arm, which forms a pull arm / plank composite with the pull arm, the device having the following features:
a height sensor which is mounted at a position which is stationary with respect to the pulling arm and the screed and is arranged at a predetermined distance from a lower screed trailing edge for detecting a height above the underground;
an inclination sensor, which is arranged stationary with respect to the Zugarm-Bohlen-Ver bunds, for determining an inclination of the Zugarm-Bohlen-Verbund; and
a device for determining the layer thickness on the basis of the predetermined distance of the position of the height sensor from the rear edge of the plank, the detected height above the ground and the ascertained drawbar-plank composite inclination.
Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Verfahren zum
Bestimmen der Schichtdicke eines durch einen Straßenfertiger
auf einem Untergrund aufzubringenden Materialeinbaus, wobei
der Straßenfertiger einen Traktor, zumindest einen an dem
Traktor höhenverstellbar und drehbar angebrachten Zugarm und
eine starr an dem zumindest einen Zugarm angebrachte schwim
mende Bohle, die mit dem Zugarm einen Zugarm-Bohlen-Verbund
bildet, aufweist, wobei das Verfahren folgende Schritte auf
weist:
Erfassen einer Höhe über dem Untergrund unter Verwendung ei
nes Höhensensors, der an einer Position angebracht ist, die
bezüglich des Zugarms und der Bohle stationär ist und in ei
nem vorbestimmten Abstand von einer Bohlenhinterkante ange
ordnet ist;
Ermitteln einer Neigung des Zugarm-Bohlen-Verbunds unter
Verwendung eines Neigungssensors, der an dem Zugarm-Bohlen-
Verbund stationär angebracht ist; und
Bestimmen der Schichtdicke auf der Grundlage des vorbestimm
ten Abstands der Position des Höhensensors von der Bohlen
hinterkante, der erfaßten Höhe über dem Untergrund und der
ermittelten Zugarm-Bohlen-Neigung.
The present invention also provides a method for determining the layer thickness of a material installation to be applied by a road paver on a subsurface, wherein the road paver comprises a tractor, at least one pulling arm that is vertically adjustable and rotatable on the tractor, and a floating screed rigidly attached to the at least one pulling arm, which forms a pull arm-plank composite with the pull arm, the method comprising the following steps:
Detecting a height above the ground using a height sensor which is mounted at a position which is stationary with respect to the pulling arm and the screed and is arranged at a predetermined distance from a trailing edge of a screed;
Determining an inclination of the towing arm / screed assembly using an inclination sensor which is stationarily attached to the towing arm / screed assembly; and
Determining the layer thickness on the basis of the predetermined distance of the position of the height sensor from the rear edge of the planks, the detected height above the ground and the determined draw arm plank inclination.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden zumindest zwei un terschiedliche Sensormeßwerte verwendet, mit deren Hilfe auf die Schichtdicke zurückgerechnet werden kann. Einar der Sen sormeßwerte ist ein Höhensignal eines Sensors, der stationär an dem Zugarm-Bohlen-Verbund angeordnet ist, um die Höhe ei ner im wesentlichen in Fahrtrichtung in einem vorbestimmten Abstand von der Bohlenhinterkante angeordneten Position in Bezug auf den Untergrund, auf dem der Materialeinbau er folgt, zu erfassen. Der Höhensensor ist dabei vorzugsweise in einem Bereich in Fahrtrichtung vor der Materialvertei lungsschnecke des Straßenfertigers angeordnet, da dort noch kein Materialeinbau auf den Untergrund stattgefunden hat.According to the present invention, at least two un different sensor readings are used, with their help on the layer thickness can be calculated back. Einar the Sen sormeßwerte is an altitude signal from a sensor that is stationary is arranged on the Zugarm-Bohlen-Verbund to the height ei ner essentially in the direction of travel in a predetermined Distance from the rear edge of the plank in Relation to the subsurface on which the material is installed follows to capture. The height sensor is preferred in an area in the direction of travel in front of the material distribution Lungs auger of the road paver arranged because there still no material has been installed on the subsurface.
Der zweite Sensormeßwert ist ein Neigungssignal, das die Neigung des Zugarm-Bohlen-Verbunds angibt, aus dem ohne wei teres die Neigung einer gedachten Linie zwischen unterer Bohlenhinterkante und Höhensensorposition bestimmt werden kann, wobei ein derartiges Signal vorzugsweise durch einen Neigungssensor erfaßt wird, der stationär an dem Zugarm-Boh len-Verbund angebracht ist.The second sensor reading is a slope signal that represents the Indicates inclination of the draw arm-plank composite, from which without white teres the slope of an imaginary line between lower The trailing edge of the screed and the position of the height sensor can be determined can, such a signal preferably by a Inclination sensor is detected, the stationary on the Zugarm-Boh len composite is attached.
Aus diesen beiden Sensorsignalen kann, unter Verwendung des geometrischen Aufbaus des Straßenfertigers, die Schichtdicke des an der Bohlenhinterkante aufgebrachten Materialeinbaus bestimmt werden.From these two sensor signals, using the geometric structure of the paver finisher, the layer thickness of the material installed on the rear edge of the plank to be determined.
Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Er findung wird, um die geometrischen Verhältnisse am Straßen fertiger unabhängig von der Straßenlängsneigung betrachten zu können, zusätzlich die Längsneigung der Straße erfaßt. Da die Längsneigung der Straße, d. h. des Untergrunds, in der Regel parallel zur Längsneigung des Traktors ist, kann diese vorzugsweise durch einen stationär am Traktor des Straßen fertigers angebrachten Neigungssensor erfaßt werden. Aus der erfaßten Straßenlängsneigung zusammen mit der erfaßten Zug arm-Bohlen-Verbund-Neigung kann dann ein lagekompensierter Zugarm-Bohlen-Verbund-Neigungswinkel ermittelt werden, der zur Bestimmung der Schichtdicke statt der erfaßten Zugarm- Bohlen-Verbund-Neigung verwendet wird.In preferred embodiments of the present invention finding is about the geometric relationships on the road consider pavers regardless of the longitudinal slope of the road to be able to also record the longitudinal slope of the road. There the longitudinal slope of the road, d. H. of the subsoil in which Is usually parallel to the longitudinal slope of the tractor, this can preferably by a stationary at the tractor of the road Ready-mounted inclination sensor can be detected. From the recorded longitudinal inclination of the road together with the recorded train arm-plank-composite-inclination can then be position-compensated Draw arm plank composite angle of inclination can be determined, the to determine the layer thickness instead of the recorded tension arm Plank composite slope is used.
Die an der Bohlenhinterkante erfaßte Schichtdicke kann dann, unter Verwendung entsprechender Regelalgorithmen, im Nivel lierrechner des Straßenfertigers genutzt werden, um ein op timiertes Einbauverhalten des Straßenfertigers realisieren zu können.The layer thickness measured at the rear edge of the plank can then using appropriate control algorithms, at the level The paver finisher's computer can be used to calculate an op Realize optimized paving behavior of the road paver to be able to.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeich nungen näher erläutert. Es zeigen:Preferred embodiments of the present invention are referred to below with reference to the accompanying characters explained in more detail. Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Straßenfertigers, bei dem die vorliegende Erfindung Anwendung findet; Fig. 1 is a schematic representation of a road paver, in which the present invention is applied;
Fig. 2 eine Darstellung eines Details des Straßenfertigers von Fig. 1 zur Erläuterung des verwendeten Neigungs sensors; FIG. 2 shows a detail of the road finisher from FIG. 1 to explain the inclination sensor used; FIG.
Fig. 3 eine geometrische Darstellung zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Vorgehensweise zur Ermittlung der Schichtdicke; Figure 3 is a geometric diagram for explaining the procedure of the invention for determining the layer thickness.
Fig. 4 eine schematische Draufsicht eines Schichtdickenmess systems der vorliegenden Erfindung; Fig. 4 is a schematic plan view of a layer thickness measurement system of the present invention;
Fig. 5 eine schematische Darstellung dessen, wie die erfaßte Schichtdicke zur Steuerung der Einbauhöhe eines Straßenfertigers verwendet werden kann; undA schematic representation of how the detected film thickness for controlling the mounting height of a road finisher can be used Fig. 5; and
Fig. 6 eine schematische Darstellung eines bevorzugten Aus führungsbeispiels, wie die erfaßte Schichtdicke zur Steuerung der Einbauhöhe eines Straßenfertigers ver wendet werden kann. Fig. 6 is a schematic representation of a preferred exemplary embodiment from how the detected layer thickness can be used to control the installation height of a road paver ver.
Wie in Fig. 1 dargestellt ist, besitzt ein Straßenfertiger einen Traktor, der allgemein mit dem Bezugszeichen 10 be zeichnet ist, ein Kettenfahrwerk 12, mit dem der Straßenfer tiger auf einem vorbereiteten Untergrund 14 fährt, eine Boh le 16 und zwei Zugarme 18, von denen in Fig. 1 nur einer ge zeigt ist. Die Bohle 16 ist starr an dem Zugarm 18 befe stigt, wobei das der Bohle 16 gegenüberliegende Ende des Zugarms 18 an einem Zugpunkt 20 drehbar über eine höhenver stellbare Einrichtung an dem Traktor 10 befestigt ist. Die höhenverstellbare Einrichtung kann beispielsweise aus einer Hydraulikeinrichtung bestehend aus einem Kolben und einem Zylinder sowie einer Ventilvorrichtung zum Steuern der Lage des Kolbens in dem Zylinder bestehen.As shown in Fig. 1, a road finisher has a tractor, which is generally designated by the reference numeral 10 be, a crawler chassis 12 with which the Straßenfer tiger travels on a prepared substrate 14 , a Boh le 16 and two pulling arms 18 , from which in Fig. 1 shows only one ge. The screed 16 is rigidly Stigt BEFE on the pull arm 18 , the end of the pull arm 18 opposite the screed 16 at a pull point 20 is rotatably attached to the tractor 10 via a height adjustable device. The height-adjustable device can for example consist of a hydraulic device consisting of a piston and a cylinder and a valve device for controlling the position of the piston in the cylinder.
Der Traktor 10 besitzt einen Asphaltmaterialbehälter 22, wo bei Asphaltmaterial aus diesem Behälter durch eine entspre chende, an sich bekannte Regelung der Drehzahl einer Mate rialverteilungsschnecke 24 im wesentlichen über den gesamten Breitenbereich der Bohle konstant verteilt werden kann.The tractor 10 has an asphalt material container 22 , where in asphalt material from this container by a corre sponding, known control of the speed of a Mate rialverteilungsschnecke 24 can be distributed substantially over the entire width of the screed constant.
Bewegt sich der Straßenfertiger in Fahrtrichtung, d. h. in Fig. 1 nach rechts, schwimmt die Bohle 16 auf dem Asphalt der zu fertigenden Straßendecke auf. Die Dicke der zu ferti genden Straßendecke vor ihrer Endverfestigung durch Straßen walzen wird durch eine Ausregelung der Höhenlage der Hinter kante 26 der Bohle 16 eingestellt. Diese Höhenregelung wird durch eine Veränderung des Anstellwinkels der Bohle 16 her beigeführt und erfolgt typischerweise, wie bereits oben er läutert, durch die Ansteuerung von Stellzylindern, mittels derer der Zugpunkt 20 des Zugarms 18 höhenmäßig einstellbar ist.If the road finisher moves in the direction of travel, ie to the right in FIG. 1, the screed 16 floats on the asphalt of the road surface to be produced. The thickness of the pavement to be manufactured low before its final consolidation by rolling roads is adjusted by adjusting the height of the rear edge 26 of the screed 16 . This height control is brought about by changing the angle of attack of the screed 16 and is typically carried out, as already explained above, by the control of adjusting cylinders, by means of which the pulling point 20 of the pulling arm 18 can be adjusted in height.
Der insoweit beschriebene Straßenfertiger hat einen herkömm lichen Aufbau, so daß in Anbetracht des Wissens des Fach manns auf dem vorliegenden Gebiet auf eine weitere detail liertere Beschreibung des Straßenfertigers verzichtet werden kann. The road paver described so far has a conventional lichen structure, so that in view of the knowledge of the subject Manns on a further detail in the present field A detailed description of the paver can be dispensed with can.
Erfindungsgemäß sind nun ein Höhensensor 28 und ein Nei gungssensor 30 an dem Zugarm 18 angeordnet. Der Höhensensor 28 ist vorgesehen, um eine Messung des Abstands hs eines Bezugspunktes des Zugarm-Bohlen-Verbundes durchzuführen, wo bei bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Abstand hs ei ner definierten Position des Zugarms 18, an der der Höhen sensor 28 angebracht ist, zum Untergrund 14 erfaßt wird, wie durch den weißen Kreis 32 in Fig. 1 gezeigt ist. Der Höhen sensor 28 ist vorzugsweise in Fahrtrichtung vor der Mate rialverteilungsschnecke 24 derart angebracht, daß derselbe eine direkte Erfassung des Abstands hs zum Untergrund 14 er möglicht. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist der Höhensensor in einem aufgrund der starren Verbindung zwischen Zugarm 18 und Bohle 16 festen Abstand A im wesentlichen in Fahrtrichtung des Straßenfertigers von der unteren Bohlenhinterkante 26 angeordnet.According to the invention, a height sensor 28 and an inclination sensor 30 are now arranged on the pulling arm 18. The height sensor 28 is provided to perform a measurement of the distance hs from a reference point of the towing arm-plank composite, where in the embodiment shown, the distance hs egg ner defined position of the towing arm 18 , at which the height sensor 28 is attached, to the ground 14 is detected as shown by the white circle 32 in FIG . The height sensor 28 is preferably mounted in the direction of travel in front of the mate rialverteilungsschnecke 24 such that the same a direct detection of the distance hs to the ground 14 it allows. As shown in FIG. 1, the height sensor is arranged at a fixed distance A from the lower trailing edge 26 of the screed, essentially in the direction of travel of the road finisher, due to the rigid connection between the pulling arm 18 and the screed 16 .
Der Neigungssensor 30 ist bei dem dargestellten Ausführungs beispiel ebenfalls an dem Zugarm 18 angebracht, wobei es je doch klar ist, daß derselbe aufgrund der starren Verbindung zwischen Bohle 16 und Zugarm 18 an einer beliebigen Stelle des Zugarm-Bohlen-Verbunds angebracht sein kann. Bereits an dieser Stelle sei angemerkt, daß der Neigungssensor 30 vor zugsweise im Bereich des Zugpunkts 20 angebracht ist, um zu bewirken, daß Vibrationen der Bohle 16 einen möglichst ge ringen Einfluß auf das Ausgangssignal des Neigungssensors 30 besitzen.The inclination sensor 30 is in the illustrated embodiment, for example, also attached to the pull arm 18 , although it is ever clear that the same can be attached at any point of the pull arm- screed composite due to the rigid connection between screed 16 and pull arm 18. Already at this point it should be noted that the inclination sensor 30 is preferably mounted in the area of the traction point 20 in order to ensure that vibrations of the screed 16 have as little influence as possible on the output signal of the inclination sensor 30 .
Der Neigungssensor erfaßt die absolute Neigung des Zugarm- Bohlen-Verbunds bezüglich der Horizontalen, also der Erd oberfläche. Aufgrund der gegebenen Geometrie des starren Zugarm-Bohlen-Verbunds kann aus der erfaßten Neigung ohne weiteres die Neigung einer gedachten Linie zwischen unterer Bohlenhinterkante 26 und Position des Höhensensors 28 ermit telt werden, indem ein entsprechender geometriebedingter Offsetwinkel berücksichtigt wird. Der Offsetwinkel würde Null betragen, wenn der Neigungssensor eine Neigung von 0° anzeigt, wenn die gedachte Linie zwischen unterer Bohlenhin terkante 26 und der Position des Höhensensors 28 horizontal verläuft. Es ist somit möglich, den Neigungssensor bereits derart zu kalibrieren, daß er ein Ausgangssignal erzeugt, das der Neigung der angesprochenen gedachten Linie ent spricht.The inclination sensor detects the absolute inclination of the pull arm screed composite with respect to the horizontal, ie the surface of the earth. Due to the given geometry of the rigid pull arm-screed composite, the inclination of an imaginary line between the lower screed trailing edge 26 and the position of the height sensor 28 can be determined from the detected inclination by taking a corresponding geometry-related offset angle into account. The offset angle would be zero if the inclination sensor indicates an inclination of 0 ° if the imaginary line between the lower Bohlenhin terkante 26 and the position of the height sensor 28 is horizontal. It is thus possible to calibrate the inclination sensor in such a way that it generates an output signal that corresponds to the inclination of the imaginary line addressed.
Optional kann ferner ein weiterer Neigungssensor 33 an dem Traktor 10 stationär angebracht sein, um eine Neigung einer Traktorlängsachse 34 zu erfassen. Die Traktorlängsachse 34 verläuft in der Regel parallel zur Längsachse des Unter grunds 14.Optionally, a further inclination sensor 33 can also be attached to the tractor 10 in a stationary manner in order to detect an inclination of a longitudinal axis 34 of the tractor. The tractor longitudinal axis 34 generally runs parallel to the longitudinal axis of the sub-base 14 .
Erfindungsgemäß ist nun eine Einrichtung vorgesehen, um aus den Ausgangssignalen des Höhensensors 28 und des Neigungs sensors 30 die Schichthöhe he des aufzubringenden Material einbaus zu bestimmen, wobei, wie nachfolgend bezugnehmend auf Fig. 3 näher erläutert wird, der geometrische Aufbau des Straßenfertigers berücksichtigt wird.According to the invention, a device is now provided to determine the layer height he of the material to be installed from the output signals of the height sensor 28 and the inclination sensor 30 , the geometric structure of the paver being taken into account , as will be explained in more detail below with reference to FIG. 3.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, erfaßt der Neigungssensor 30 eine Neigung αerf abhängig von einer Stellung des Zugarm-Bohlen- Verbunds bezüglich einer "Null"-Stellung 39, bei der der Neigungssensor 30 ein Ausgangssignal erzeugt, daß eine Nei gung von 0° anzeigt. Die Stellung des Zugarm-Bohlen-Verbunds ändert sich abhängig von einer am Zugpunkt 20 durchgeführten Höhenverstellung, da die Bohle freischwimmend ist und der Zugarm drehbar an dem Zugpunkt 20 am Traktor angebracht ist. In Fig. 2 sind ferner schematisch die durch den Höhensensor 28 erfaßte Höhe hs über dem Untergrund 14 und die zu ermit telnde Schichtdicke he gezeigt.As shown in Fig. 2, the inclination sensor 30 detects an inclination α erf depending on a position of the Zugarm-Bohlen- composite with respect to a "zero" position 39 , in which the inclination sensor 30 generates an output signal that an inclination of 0 ° indicates. The position of the pull arm / plank assembly changes depending on a height adjustment carried out at the pulling point 20 , since the plank is free-floating and the pulling arm is rotatably attached to the pulling point 20 on the tractor. In Fig. 2, the detected by the height sensor 28 height hs above the substrate 14 and the layer thickness to be determined he are also shown schematically.
Wie aus den Ausgangssignalen des Höhensensors 28 und des Neigungssensors 30 nun die Schichtdicke he ermittelt werden kann, wird nachfolgend bezugnehmend auf Fig. 3 erläutert, wobei zunächst davon ausgegangen wird, daß keine Straßenlängsneigung vorliegt, d. h., daß die Längsachse 34 des Trak tors 10 horizontal zur Erdoberfläche ausgerichtet ist.As the layer thickness can now be determined he from the output signals of the level sensor 28 and the inclination sensor 30, will be explained below with reference to FIG. 3, first being assumed that no road pitch is present, that is, the longitudinal axis 34 of the Trak door 10 horizontally is aligned with the earth's surface.
Zu Zwecken der Erläuterung wird die Darstellung von Fig. 2 in eine geometrische Darstellung gemäß Fig. 3 überführt, bei der der Winkel αz der Neigung einer gedachten Linie 40 zwi schen unterer Bohlenhinterkante 26 und Position 36 des Hö hensensors entspricht. Der Winkel αz kann aufgrund der be kannten geometrischen Verhältnisse ohne weiteres aus der durch den Neigungssensor erfaßten Neigung αerf ermittelt werden, bzw. bei einer entsprechenden Kalibirierung bereits durch den Neigungssensor ausgegeben werden.For purposes of explanation, the representation of FIG. 2 is converted into a geometric representation according to FIG. 3, in which the angle α z corresponds to the inclination of an imaginary line 40 between tween lower plank trailing edge 26 and position 36 of the height sensor. The angle α z can easily be determined from the inclination α erf detected by the inclination sensor on the basis of the known geometric relationships, or can already be output by the inclination sensor with a corresponding calibration.
Der Winkel αz ändert sich mit einer Höheneinstellung an dem Zugpunkt 20. Somit ändert sich die durch den Höhensensor 28 an der Position 36 gemessene Höhe hs entsprechend. Aufgrund der drehbaren, schwimmenden Anbringung des Zugarm-Bohlen- Verbunds an dem Traktor ändert sich jedoch die Schichtdicke he an der unteren Bohlenhinterkante 26 nicht zeitgleich mit der Höheneinstellung am Zugpunkt 20. Die aufgrund der durch geführten Höheneinstellung erfaßte Höhe hs würde somit je doch jeweils zu falschen Ergebnissen bei der Bestimmung der Schichtdicke he führen, wenn nicht die Neigung des Zugarm- Bohlen-Verbunds in einem solchen Fall bei der Bestimmung be rücksichtigt werden würde. Diese Berücksichtigung muß eine Kompensation eines trotz einer gleichbleibenden Schichtdicke geänderten Höhensignals ermöglichen.The angle α z changes with a height adjustment at the pulling point 20 . The height hs measured by the height sensor 28 at the position 36 thus changes accordingly. Due to the rotatable, floating attachment of the towing arm / screed assembly to the tractor, however, the layer thickness he at the lower rear edge 26 of the screed does not change at the same time as the height adjustment at the pulling point 20 . The height hs detected on the basis of the height adjustment carried out would thus lead to incorrect results when determining the layer thickness he if the inclination of the towing arm-plank assembly were not taken into account in such a case in the determination. This consideration must allow compensation for a height signal that has changed in spite of a constant layer thickness.
Aus der in Fig. 3 dargestellten geometrischen Darstellung
läßt sich wie folgt die Bestimmung der Schichtdicke he an
der Bohlenhinterkante 26 aus den gegebenen Größen berechnen,
wobei hs die durch den Höhensensor relativ zu dem Untergrund
erfaßte Höhe darstellt, A den Abstand zwischen Bohlenhinter
kante und Höhensensorposition 36 in Fahrtrichtung darstellt,
b eine imaginäre Berechnungsgröße, die von αz abhängt, dar
stellt, und αz, wie oben ausgeführt wurde, von dem Ausgangs
signal des Neigungssensors 30 abhängt. Anhand der Darstellung
von Fig. 3 können folgende Gleichungen definiert wer
den:
From the geometric representation shown in Fig. 3, the determination of the layer thickness he at the screed rear edge 26 can be calculated from the given parameters, where hs represents the height detected by the height sensor relative to the ground, A the distance between the screed rear edge and the height sensor position 36 represents in the direction of travel, b represents an imaginary calculation variable that depends on α z , and α z , as stated above, on the output signal of the inclination sensor 30 depends. The following equations can be defined on the basis of the illustration in FIG. 3:
tan(αz) = he/b → he = tan(αz) . b
tan (α z ) = he / b → he = tan (α z ). b
tan(αz) = hs/(A + b) → b = (hs/tan(αz)) - Atan (α z ) = hs / (A + b) → b = (hs / tan (α z )) - A
Somit läßt sich die Einbauhöhe wie folgt berechnen:
The installation height can thus be calculated as follows:
he = hs - (A . tan(αz)).he = hs - (A. tan (α z )).
Um eine allgemein gültige Berechnungsgleichung, mit deren Hilfe die Schichtdicke berechnet werden kann, zu implemen tieren, sind die geometrischen Verhältnisse am Straßenfer tiger unabhängig von der Straßenlängsneigung zu betrachten, was durch eine Erfassung der Längsneigung der Straße und eine Berücksichtigung der erfaßten Längsneigung bei der Be rechnung der Schichtdicke erfolgen kann. Die Erfassung der Straßenlängsneigung kann erfindungsgemäß vorzugsweise durch einen Längsneigungssensor erfolgen, der an dem Traktor des Straßenfertigers angebracht ist, wie in Fig. 1 schematisch durch den an dem Traktor 10 angebrachten Längsneigungssensor 33 gezeigt ist. Der Neigungssensor 33 erfaßt die Traktor längsneigung absolut relativ zur Horizontalen, d. h. zur Erd oberfläche.In order to implement a generally valid calculation equation, with the help of which the layer thickness can be calculated, the geometrical conditions on the road paver have to be considered independently of the longitudinal inclination of the road, which is achieved by recording the longitudinal inclination of the road and taking into account the recorded longitudinal inclination when loading calculation of the layer thickness can be made. According to the invention, the longitudinal inclination of the road can preferably be detected by a longitudinal inclination sensor which is attached to the tractor of the road finisher, as is shown schematically in FIG. 1 by the longitudinal inclination sensor 33 attached to the tractor 10 . The inclination sensor 33 detects the tractor's longitudinal inclination absolutely relative to the horizontal, ie the surface of the earth.
Die Längsneigung des Traktors, die durch den Neigungssensor
33 erfaßt wird, kann nun berücksichtigt werden, um aus der
erfaßten Zugarm-Bohlen-Verbund-Neigung einen lagekompensier
ter Zugarm-Bohlen-Verbund-Neigungswinkel zu ermitteln. Ana
log ergibt sich ein lagekompensierter Neigungswinkel αzL der
gedachten Linie zwischen unterer Bohlenhinterkante und Hö
hensensorposition gemäß:
The longitudinal inclination of the tractor, which is detected by the inclination sensor 33 , can now be taken into account in order to determine a position-compensated angle of inclination of the traction arm-screed composite inclination. Analogously, there is a position-compensated angle of inclination α zL of the imaginary line between the lower rear edge of the screed and the height sensor position according to:
αzL = αz - αL
wobei αL die erfaßte Längsneigung des Traktors des Straßenfertigers
ist.α zL = α z - α L
where α L is the detected longitudinal inclination of the paver tractor.
Zur Bestimmung der Schichtdicke wird dann der lagekompen
sierte Neigungswinkel gemäß folgender Gleichung verwendet:
The position-compensated angle of inclination is then used to determine the layer thickness according to the following equation:
he = hs - (A . tan(αzL)).he = hs - (A. tan (α zL )).
Verändert sich die Straßenlängsneigung werden beide Meßwerte αL und αz im gleichen Maße verändert. Der lagekompensierte Neigungswinkel αzL ändert sich dabei nicht. Verändert sich jedoch nur die Höhenposition vom Zugpunkt des Straßenferti gers, wird auch eine Veränderung vom lagekompensierten Zug armneigungswinkel αzLL festgestellt. Diese Neigungsänderung ist jedoch, wie oben erläutert wurde, für die Schichtdicken berechnung entscheidend.If the longitudinal inclination of the road changes, both measured values α L and α z are changed to the same extent. The position-compensated angle of inclination α zL does not change. If, however, only the height position of the traction point of the paver finisher changes, a change in the position-compensated traction arm inclination angle α zL L is also determined. However, as explained above, this change in inclination is decisive for the layer thickness calculation.
Bei der oben beschriebenen Ermittlung der Schichtdicke exi stiert durch den Höhensensor 28 jeweils ein direkter Bezug zum Untergrund. Somit muß der Höhensensor 28 eine direkte "Sicht" auf den Untergrund besitzen. Zu diesem Zweck ist der Höhensensor vorzugsweise in Fahrtrichtung vor der Material verteilungsschnecke 24 angeordnet. Andererseits ist es vor teilhaft, den Abstand A zwischen Bohlenhinterkante und Hö hensensorposition möglichst gering zu halten, um auftretende Meßfehler aufgrund von Vibrationen der Bohle, die sich ins besondere in dem Ausdruck A . tan(αz) bzw. dem Ausdruck A . tan(αzL) zeigen, möglichst gering zu halten. Somit ist es bevorzugt, den Höhensensor unmittelbar in Fahrtrichtung vor der Materialverteilungsschnecke anzuordnen, so daß zum einen einen direkten Zugriff auf den Untergrund möglich ist und zum anderen Meßfehler aufgrund der angesprochenen Vibratio nen minimiert sind.In the above-described determination of the layer thickness, the height sensor 28 always has a direct reference to the subsurface. Thus, the height sensor 28 must have a direct "view" of the ground. For this purpose, the height sensor is preferably arranged in front of the material distribution screw 24 in the direction of travel. On the other hand, it is before geous to keep the distance A between the trailing edge of the screed and Hö hensensorposition as small as possible to avoid measurement errors occurring due to vibrations of the screed, which are in the expression A in particular. tan (α z ) or the expression A. tan (α zL ) show to be kept as low as possible. Thus, it is preferred to arrange the height sensor directly in the direction of travel in front of the material distribution auger, so that on the one hand direct access to the ground is possible and on the other hand measurement errors due to the mentioned Vibratio NEN are minimized.
Fig. 4 zeigt eine schematische Draufsicht eines Schicht dicken-Meßsystems gemäß der Erfindung, wobei schematisch die Bohle 16, die Materialverteilungsschnecke 24 und Material förderbänder 50 gezeigt sind. Ferner ist schematisch eine als Schichtdicken-Meßsystem bezeichnete Schichtdickenbestim mungseinrichtung 52 gezeigt. Wie in Fig. 4 zu sehen ist, sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zwei links seitige Höhensensoren 54 und 56 in Fahrtrichtung unmittelbar vor der Materialverteilungsschnecke 24 vorgesehen. In glei cher Weise sind zwei rechtsseitige Höhensensoren 58 und 60 vorgesehen. Unter Verwendung der Höhensensoren 54 und 56 wird ein gemittelter Höhenmeßwert vom linksseitigen Zugarm zum Untergrund gebildet, während die Höhensensoren 58 und 60 zur Erzeugung eines gemittelten Höhenmeßwerts vom rechtssei tigen Zugarm zum Untergrund verwendet werden. Die Verwendung zweier Höhensensoren auf jeder Seite erhöht die Genauigkeit der Höhenerfassung. Ferner ist ein Neigungssensor 62 zur Er fassung der Neigung des linksseitigen Zugarms vorgesehen, während ein Neigungssensor 64 zur Erfassung der Neigung des rechtsseitigen Zugarms vorgesehen ist. Für die durch die linksseitigen Sensoren erfaßten Größen wird, wie oben erläu tert, ein Schichtdickenmeßwert für die linke Seite bestimmt, während durch die auf der rechten Seite angeordneten Senso ren entsprechend ein Meßwert für die rechte Seite ermittelt wird. Aus den für beide Seiten ermittelten Meßwerten kann dann ein mittlerer Schichtdickenmeßwert bestimmt werden. Um die Lageunabhängigkeit und die Meßgenauigkeit zu erhöhen, muß wiederum die Längsneigung des Straßenfertigers, die durch den entsprechenden Längsneigungssensor 33 erfaßt wird, berücksichtigt werden. Fig. 4 shows a schematic plan view of a layer thickness measuring system according to the invention, wherein the screed 16 , the material distribution screw 24 and material conveyor belts 50 are shown schematically. Furthermore, a layer thickness determination device 52 , referred to as a layer thickness measuring system, is shown schematically. As can be seen in FIG. 4, two height sensors 54 and 56 on the left side are provided in the illustrated embodiment directly in front of the material distribution screw 24 in the direction of travel. In the same way, two right-hand height sensors 58 and 60 are provided. Using the height sensors 54 and 56 , an averaged height measurement is formed from the left-hand pull arm to the ground, while the height sensors 58 and 60 are used to generate an averaged height measurement from the right-hand pull arm to the ground. The use of two height sensors on each side increases the accuracy of the height detection. Furthermore, an inclination sensor 62 is provided for detecting the inclination of the left-hand pull arm, while an inclination sensor 64 is provided for detecting the inclination of the right-hand pull arm. For the values detected by the sensors on the left, a layer thickness measurement value is determined for the left side, as explained above, while a measurement value for the right side is determined accordingly by the sensors on the right side. An average measured layer thickness value can then be determined from the measured values determined for both sides. In order to increase the location independence and the measurement accuracy, in turn, the longitudinal inclination of the road finisher, which is detected by the corresponding longitudinal tilt sensor 33 must be taken into account.
Die entsprechend der vorliegenden Erfindung erfaßte Schicht dicke kann nun in einer Regelkreisstruktur für eine Höhenre gelung der Einbauhöhe verwendet werden, siehe Fig. 5. Eine Einrichtung zur Erfassung der Schichtdicke ist dabei in Fig. 5 schematisch als Schichtdickenermittlungseinrichtung 61 dargestellt, durch die, wie oben erläutert wurde, die Schichtdicke an der Bohlenhinterkante der Bohle 16 exakt be stimmt werden kann. Das Ausgangssignal 62 der Schichtdicken ermittlungseinrichtung 61 wird dann mit einem Schichtdicken sollwert 64 verglichen, indem eine Differenzbildung durchgeführt wird, und einem Zugpunkt-Regler 66 zugeführt, der aus der Differenz zwischen Schichtdickenistwert und Schicht dickensollwert eine Stellgröße 68 in bekannter Weise ermit telt und der Höheneinstelleinrichtung 70 zuführt, um eine entprechende Einstellung des Zugpunkts 20 durchzuführen. So mit wird über den Höhenregler 66 der Zugpunkt direkt ange steuert. Die Zeitkonstante der Regelstrecke wird durch die Zylinderzeitkonstante im wesentlichen bestimmt. Dies führt im Vergleich zur Zeitkonstante der Bohle zu einem relativ schnellen Regelkreis.The according to the present invention sensed layer thickness may now in a control loop structure for a Höhenre gelung the installation height may be used, see Fig. 5. A device for detecting the coating thickness is in Fig. 5 schematically film thickness detecting means 61 shown as a through which, as above has been explained, the layer thickness on the rear edge of the screed 16 can be determined exactly. The output signal 62 of the layer thickness determining device 61 is then compared with a layer thickness setpoint 64 by calculating the difference and fed to a tension point controller 66 , which determines a manipulated variable 68 in a known manner from the difference between the layer thickness actual value and the layer thickness setpoint and the height adjustment device 70 supplies in order to carry out a corresponding adjustment of the pulling point 20. So with the height regulator 66, the pull point is controlled directly. The time constant of the controlled system is essentially determined by the cylinder time constant. Compared to the time constant of the screed, this leads to a relatively fast control loop.
Eine effizientere, verbesserte Regelkreisstruktur ist in Fig. 6 gezeigt. Hinsichtlich der Einzelheiten einer solchen Regelkreisstruktur, jedoch unter Verwendung eines Höhenist werts, der unter Verwendung eines an der Bohlenhinterkante angebrachten Höhensensors bezugnehmend auf eine Referenz er faßt wird, wird auf die DE 196 47 150 A1 verwiesen, deren Of fenbarung bezüglich der Einbauhöhensteuerung hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird. Bei einer solchen Regelung wir ken sich Änderungen der Einbauhöhe, Sollwert oder Istwert, nicht direkt auf den Zugpunkt aus. Zu diesem Zweck sind eine getrennte Höhenüberwachung und Zugpunktregelung vorgesehen.A more efficient, improved control loop structure is shown in FIG . With regard to the details of such a control loop structure, but using an actual height value which is recorded using a height sensor attached to the rear edge of the screed with reference to a reference, reference is made to DE 196 47 150 A1, the disclosure of which with regard to the installation height control is hereby incorporated by reference is recorded. With such a control, changes in the installation height, setpoint or actual value do not have a direct effect on the pull point. Separate height monitoring and tension point control are provided for this purpose.
Die vorliegende Erfindung kann zur der Steuerung der Einbau höhe eines Straßenfertigers verwendet werden, indem die Hö henmessung an der Hinterkante der Bohle, wie sie gemäß der DE 196 47 150 A1 durchgeführt wird, durch die erfindungsgemäße Schichtdickenerfassung ersetzt wird.The present invention can be used to control the installation height of a paver can be used by the Hö height measurement at the rear edge of the screed, as determined in accordance with the DE 196 47 150 A1 is carried out by the inventive Layer thickness measurement is replaced.
Dabei ist festzustellen, daß neben einer zu erreichenden Schichtdicke in jedem Fall die Straßenebenheit gewährleistet sein muß. Dabei besitzt die Straßenebenheit gegenüber der einzubauenden Schichtdicke eine höhere Priorität, d. h. das Regelsystem muß in erster Linie für die Ebenheit der Straße sorgen.It should be noted that in addition to one to be achieved Layer thickness ensures the road evenness in any case have to be. The road has evenness compared to the the layer thickness to be installed has a higher priority, d. H. the Control system must be primarily for the evenness of the road care for.
Von dieser Überlegung ausgehend müssen im Prinzip zwei Regelkreise realisiert werden, ein Ebenheitsregelkreis, der für die Ebenheit der Straße sorgt, und ein Schichtdickenre gelkreis, der für eine konstante Schichtdicke sorgt.On the basis of this consideration, there must be two control loops in principle can be realized, a flatness control loop that ensures the evenness of the road, and a layer thickness gel circle, which ensures a constant layer thickness.
Damit dies erreicht werden kann, ist die Schichtdicke als mittlere Schichtdicke in einem Straßensegment zu berechnen, beispielsweise über eine Zeitdauer von 10 bis 20 Sekunden. Weiterhin muß der Regelkreis für die Schichtdicke dem Regel kreis für die Straßenebenheit untergeordnet sein.So that this can be achieved, the layer thickness is as calculate mean layer thickness in a street segment, for example over a period of 10 to 20 seconds. Furthermore, the control loop for the layer thickness must comply with the rule be subordinate to the circle for the flatness of the road.
Die sich aus diesen Überlegungen ergebende Regelkreisstruk tur ist in Fig. 6 dargestellt, wo schematisch eine Schicht dickenberechnungseinrichtung 80, die die Ausgangssignale des Längsneigungssensors 33, des Höhensensors 28 und des Nei gungssensors 30 empfängt, gezeigt ist. Die Schichtdickenbe rechnungseinrichtung 80 gibt einen Schichtdickenistwert 82 aus. Dieser Schichtdickenistwert 82 wird mit einem Schicht dickensollwert 84 verglichen, beispielsweise durch eine Dif ferenzbildung 86. Der Differenzwert wird dann einer Schicht dickenüberwachungseinrichtung 88 zugeführt, die aus einer Schichtdickenabweichung Δhe einen Neigungssollwertände rungswert Δα und aus diesem wiederum einen Neigungssollwert bestimmt. Der Neigungssollwert wird dann, beispielsweise durch eine Differenzbildung 90, mit der durch den Neigungs sensor 30 erfaßten Zugarmneigung 92 verglichen, wobei das Ergebnis des Vergleichs einem Zugpunktregler 94 zugeführt wird, der daraus eine Stellgröße 96 für die Höheneinstell vorrichtung 70 zum Einstellen des Zugpunkts 20 des Zugarms 18 bestimmt. Bezüglich der Einzelheiten der in Fig. 6 ge zeigten Regelkreise sei wiederum auf die Offenbarung der DE 196 47 150 A1 verwiesen.The resulting from these considerations control loop structure is shown in Fig. 6, where schematically a layer thickness calculator 80 , which receives the output signals of the pitch sensor 33 , the height sensor 28 and the inclination sensor 30 is shown. The layer thickness calculating device 80 outputs an actual layer thickness value 82 . This actual layer thickness value 82 is compared with a desired layer thickness value 84 , for example by forming a difference 86 . The difference value is then fed to a layer thickness monitoring device 88 , which determines a slope setpoint change value Δα from a layer thickness deviation Δhe and from this in turn a slope setpoint value. The inclination setpoint is then compared, for example by forming the difference 90 , with the traction arm inclination 92 detected by the inclination sensor 30 , the result of the comparison being fed to a traction point controller 94 , which generates a manipulated variable 96 for the height adjustment device 70 for setting the traction point 20 des Zugarms 18 determined. With regard to the details of the control loops shown in FIG. 6, reference is again made to the disclosure of DE 196 47 150 A1.
Abschließend bleibt festzustellen, daß die Regelung der Ebenheit der Straße basierend auf dem Ausgangssignal des Neigungssensors 30 Priorität gegenüber dem Schichtdickenre gelkreis haben muß, wobei der Ebenheitsregelkreis mit einer schnellen Zeitkonstante durchgeführt wird, während zur Schichtdickenregelung eine Betrachtung über eine gewisse Strecke erfolgt, so daß hier Fehler aufgrund von Straßenun ebenheiten, wie Steinen, Vertiefungen, Aushöhlungen bzw. Mulden im Untergrund, die über den Höhensensor erfaßt wer den, ausgeglichen werden. Anders ausgedrückt hat die Eben heit der Straße absolute Priorität, während es ausreichend ist, die Schichtdicke im Mittel innerhalb bestimmter Grenzen zu halten.In conclusion, it remains to be noted that the regulation of the evenness of the road based on the output signal of the inclination sensor 30 must have priority over the layer thickness control loop, the evenness control loop being carried out with a fast time constant, while the layer thickness control is considered over a certain distance, so that here Errors due to unevenness of the road, such as stones, depressions, cavities or hollows in the ground that are detected by the height sensor who are compensated. In other words, the evenness of the road has absolute priority, while it is sufficient to keep the layer thickness on average within certain limits.
Wie oben beschrieben wurde, kann ein Neigungssensor am Trak tor des Straßenfertigers angebracht sein, um eine Straßen längsneigung bzw. eine Längsneigung des Untergrunds zu er fassen. Alternativ kann die Straßenlängsneigung über eine Ort-Neigungstabelle vorgegeben werden, in der für jeden Ort bzw. Straßenabschnitt ein zugehöriger Straßenlängsneigungs wert abgelegt ist. Ein Ortsbestimmungssystem, z. B. GPS, kann dann den Bezug zum entsprechenden Straßenneigungsistwert herstellen. Die Ermittlung der Straßenlängsneigung erfolgt in der Regel beim Design der Straße und liegt somit fest. Alternativ kann die Straßenlängsneigung auch messtechnisch ermittelt werden.As described above, a tilt sensor on the Trak gate of the paver be attached to a road longitudinal inclination or a longitudinal inclination of the ground to he grasp. Alternatively, the longitudinal slope of the road can be adjusted via a Location slope table can be specified in the for each location or road section an associated road longitudinal inclination worth is stored. A location system, e.g. B. GPS, can then the reference to the corresponding actual road gradient value produce. The longitudinal slope of the road is determined usually in the design of the road and is therefore fixed. Alternatively, the longitudinal slope of the road can also be measured be determined.
Claims (16)
einen Höhensensor (28; 54-60), der an einer Position (36) angebracht ist, die bezüglich des Zugarms (18) und der Bohle (16) stationär ist und in einem vorbestimmten Abstand von einer unteren Bohlenhinterkante (26) ange ordnet ist, zum Erfassen einer Höhe über dem Untergrund (14);
einen Neigungssensor (30; 62, 64), der bezüglich des Zugarm-Bohlen-Verbunds stationär angeordnet ist, zum Er mitteln einer Neigung des Zugarm-Bohlen-Verbunds; und
eine Einrichtung (54) zur Bestimmung der Schichtdicke auf der Grundlage des vorbestimmten Abstands der Posi tion des Höhensensors (28) von der Bohlenhinterkante (26), der erfaßten Höhe über dem Untergrund (14) und der ermittelten Zugarm-Bohlen-Verbund-Neigung.1. Device for determining the layer thickness of a material installation to be brought up by a road paver on a subsurface ( 14 ), the road paver having a tractor ( 10 ), at least one pull arm (18 ) which is vertically adjustable and rotatable on the tractor (10 ) and a rigid one the at least one pulling arm ( 18 ) attached screed ( 16 ) which forms a pulling arm-screed composite with the pulling arm, the device having the following features:
a height sensor ( 28 ; 54-60 ) which is attached to a position ( 36 ) which is stationary with respect to the pulling arm ( 18 ) and the screed ( 16 ) and is arranged at a predetermined distance from a lower screed trailing edge ( 26 ) for detecting a height above the ground ( 14 );
an inclination sensor ( 30 ; 62 , 64 ) which is arranged stationary with respect to the Zugarm-screed composite, for He mean an inclination of the Zugarm-screed composite; and
a device ( 54 ) for determining the layer thickness on the basis of the predetermined distance of the posi tion of the height sensor ( 28 ) from the rear edge of the screed ( 26 ), the detected height above the ground ( 14 ) and the ascertained traction arm-screed composite inclination.
he = hs - (A . tan(αz)),
wobei he die Schichtdicke ist, hs die erfaßte Höhe über dem Untergrund (14) ist, A der vorbestimmte Abstand der Position des Höhensensors (28) von der Bohlenhinterkante (26) ist, und αL die aus der erfaßten Zugarm-Bohlen-Ver bund-Neigung ermittelte Neigung einer gedachten Linie (40) zwischen Bohlenhinterkante (26) und Höhensensorpo sition (36) ist.2. Device according to claim 1, in which the device for determining the layer thickness determines the same according to the following equation:
he = hs - (A. tan (α z )),
where he is the layer thickness, hs is the detected height above the ground ( 14 ), A is the predetermined distance between the position of the height sensor ( 28 ) and the rear edge of the plank ( 26 ), and α L is the bundle from the detected pull-arm plank-United - Inclination determined inclination of an imaginary line ( 40 ) between the plank rear edge ( 26 ) and Höhensensorpo position ( 36 ).
he = hs - (A . tan(αzL)),
wobei αzL der lagekompensierte Neigungswinkel der ge dachten Linie (40) zwischen Bohlenhinterkante (26) und Höhensensorposition (36) ist, der gemäß αzL = αz - αL ermittelt wird, und αL die erfaßte Längsneigung des Traktors (10) ist.4. The device according to claim 3, further comprising a device for determining a position-compensated Zugarm-Bohlen-Ver bund inclination angle from the detected Zugarm-Bohlen-Ver bund inclination and the detected longitudinal inclination of the tractor ( 10 ), the layer thickness according to the following Equation is determined:
he = hs - (A. tan (α zL )),
where α zL is the position-compensated angle of inclination of the imaginary line ( 40 ) between the rear edge of the plank ( 26 ) and the height sensor position ( 36 ), which according to α zL = α z - α L is determined, and α L is the detected longitudinal inclination of the tractor ( 10 ).
Erfassen einer Höhe über dem Untergrund (14) unter Ver wendung eines Höhensensors (28; 54-60), der an einer Position (36) angebracht ist, die bezüglich des Zugarms (18) und der Bohle (16) stationär ist und in einem vor bestimmten Abstand von einer Bohlenhinterkante (26) an geordnet ist;
Ermitteln einer Neigung des Zugarm-Bohlen-Verbunds unter Verwendung eines Neigungssensors (30), der an dem Zug arm-Bohlen-Verbund stationär angebracht ist; und
Bestimmen der Schichtdicke auf der Grundlage des vorbe stimmten Abstands der Position des Höhensensors (28) von der Bohlenhinterkante (26), der erfaßten Höhe über dem Untergrund (14) und der ermittelten Zugarm-Bohlen-Nei gung. 9. A method for determining the layer thickness of a material installation to be brought up by a road paver on a substrate (14 ), the road paver having a tractor ( 10 ), at least one pull arm (18 ) which is vertically adjustable and rotatable on the tractor (10 ) and a rigid one the at least one pulling arm ( 18 ) attached floating screed ( 16 ) which forms a pulling arm-screed composite with the pulling arm ( 18 ), the method comprising the following steps:
Detecting a height above the ground ( 14 ) using a height sensor ( 28 ; 54-60 ) which is attached to a position ( 36 ) which is stationary with respect to the pulling arm ( 18 ) and the screed ( 16 ) and in one is arranged in front of a certain distance from a plank rear edge ( 26 ) to;
Determining an inclination of the pull arm-screed assembly using an inclination sensor ( 30 ) which is stationarily attached to the pull arm-screed assembly; and
Determine the layer thickness on the basis of the vorbe certain distance of the position of the height sensor ( 28 ) from the trailing edge of the plank ( 26 ), the detected height above the ground ( 14 ) and the determined Zugarm-plank inclination.
he = hs - (A . tan(αzL)),
wobei he die Schichtdicke ist, hs die erfaßte Höhe über dem Untergrund (14) ist, A der vorbestimmte Abstand der Position des Höhensensors (28) von der Bohlenhinterkante (26) ist, und αzL die aus der erfaßten Zugarm-Bohlen- Verbund-Neigung ermittelte Neigung einer gedachten Linie (40) zwischen Bohlenhinterkante (26) und Höhensensorpo sition (36) ist.10. The method according to claim 9, in which the layer thickness he is determined according to the following equation:
he = hs - (A. tan (α zL )),
where he is the layer thickness, hs is the detected height above the ground ( 14 ), A is the predetermined distance between the position of the height sensor ( 28 ) and the rear edge of the screed ( 26 ), and α zL is the value from the detected towing arm-screed composite Inclination determined inclination of an imaginary line ( 40 ) between the screed trailing edge ( 26 ) and Höhensensorpo position ( 36 ).
he = hs - (A . tan(αzL)),
wobei αzL der lagekompensierte Neigungswinkel der ge dachten Linie (40) zwischen Bohlenhinterkante (26) und Höhensensorposition (36) ist, der gemäß αzL = αz - αL ermittelt wird, und αL die erfaßte Längsneigung des Traktors (10) ist.12. The method according to claim 11, wherein from the detected Zugarm-Bohlen composite inclination and the detected longitudinal inclination of the tractor ( 10 ) a position-compensated Zugarm-Boh len composite inclination angle is determined, the layer thickness is determined according to the following equation :
he = hs - (A. tan (α zL )),
where α zL is the position-compensated angle of inclination of the imaginary line ( 40 ) between the screed rear edge ( 26 ) and height sensor position ( 36 ), which is determined according to α zL = α z - α L , and α L is the detected longitudinal inclination of the tractor ( 10 ) .
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