DE112013001610T5

DE112013001610T5 - System und Verfahren für eine Steuerung einer Endklappe einer Einbaubohle eines Straßenfertigers

Info

Publication number: DE112013001610T5
Application number: DE112013001610.9T
Authority: DE
Inventors: Jameson Michael Smieja; Luke Edward Graham; Tobin Rasmusson; Steven Michael Haas; Jason William Kopacz
Original assignee: Caterpillar Paving Products Inc
Current assignee: Caterpillar Paving Products Inc
Priority date: 2012-03-21
Filing date: 2013-03-21
Publication date: 2014-12-11
Also published as: CN104204355B; US8825312B2; US20130253780A1; CN104204355A; WO2013142632A1

Abstract

Es sind ein Höheneinstellungssystem (338) für eine Einbaubohle (414) eines Straßenfertigers und ein Verfahren zum Einstellen der Höhe der Endklappen (226) eines Einbaubohlensystems (114) offenbart. In einem offenbarten System (314) weist das System (314) eine Endklappe (226), die mit einem Vorspannelement, wie beispielsweise eine Feder (235) oder ein Hydraulikzylinder (371), gekoppelt ist, und einer Stange auf. Das Vorspannelement ist mit einem Aktuator (240) gekoppelt. Der Aktuator (240) ist mit einer Steuerung (244) verbunden. Das Vorspannelement ist zwischen einer zusammengedrückten Position und einer gestreckten Position mit einem zwischen der zusammengedrückten und der gestreckten Position angeordneten Einstellwertbereich beweglich. Das Vorspannelement ist außerdem einem Sensor (342) zum Messen der vertikalen Auslenkung des Vorspannelements, des Drucks oder der Last am Vorspannelement bezüglich des Einstellwertbereichs zugeordnet.

Description

Technisches Gebiet
Diese Offenbarung betrifft allgemein Straßenfertigungsvorrichtungen und insbesondere ein System und Verfahren zum Steuern der Höhe und des Anstellwinkels der Endklappen einer Einbaubohle einer Straßenfertigungsvorrichtung.
Hintergrund
Bei herkömmlichen Asphaltfertigungsarbeiten wird ein selbstgetriebenes Fahrzeug, bekannt als Zugmaschine, verwendet, das am vorderen Ende desgleichen einen Behälter aufweist. Der Behälter nimmt Asphaltfertigungsmaterial, typischerweise von einem Kipplastwagen, auf. Das Asphaltmaterial wird vom Behälter auf das Straßenbett oder andere zu fertigende Flächen von sich quer erstreckenden Förderschnecken gefördert. Ein Straßenbett oder eine andere zu fertigende Fläche wird hierin als „Referenzfläche” bezeichnet. Die Förderschnecken transportieren das Asphaltmaterial seitlich vor einer verlängerten Platte oder „Einbaubohle”, die den Asphalt zum Formen einer „Matte” aus Straßenfertigungsmaterial verdichtet und kompaktiert, idealerweise mit gleichförmiger Dicke und Oberflächenbeschaffenheit.
Die Einbaubohle wird typischerweise hinter der Zugmaschine mittels Zugstangen gezogen, die es der Einbaubohle ermöglichen können, sich bezüglich der Zugmaschine nach oben oder unten zu bewegen. Die Zugstangen können schwenkbar mit der Zugmaschine verbunden sein und können sich um eine Achse oder „Zugpunkte” drehen. Diese Anordnung ermöglicht es der Einbaubohle in effektiver Weise, bezüglich der Zugmaschine aufzuschwimmen, wenn die Einbaubohle hinter der Zugmaschine gezogen wird.
Eine herkömmliche Einbaubohle hat eine vorbestimmte Breite. Bei bestimmten Straßenfertigungsanwendungen, wie beispielsweise Fahrwegen, Parkplätzen und dergleichen, ist ein Ändern der Asphaltmattenbreite notwendig. Folglich sind breitenanpassbare oder ausfahrbare Einbaubohlenanordnungen zum Verändern der Breite der Asphaltmatte ohne Unterbrechung des Straßenfertigungsprozesses üblich geworden. Typischerweise bestehen ausfahrbare Einbaubohlen aus einem Haupteinbaubohlenabschnitt mit festgelegter Breite und hydraulisch ausfahrbaren „Einbaubohlenverbreiterungen”, die dazu im Stande sind, sich von jedem Ende des Haupteinbaubohlenabschnitts zu erstrecken. Sowohl die ausfahrbare als auch die nicht ausfahrbare Einbaubohle kann mit Endklappen bzw. Seitenschildern ausgestattet sein, die dazu arbeiten, dass Asphaltmaterial zwischen den Endklappen und vor der Einbaubohle und den Einbaubohlenverbreiterungen zu halten und es dem Asphaltmaterial nicht ermöglichen, seitlich hinter die Endklappen zu gelangen.
Im normalen Betrieb eines Asphaltfertigers nimmt ein Bediener Änderungen im Anstellwinkel der Einbaubohle zum Beeinflussen der Tiefe der zu verlegenden Asphaltmatte vor. Um das Asphaltmaterial zwischen den Endklappen zu halten, wenn der Anstellwinkel der Einbaubohle angepasst wird, können die Endklappen mit motorisierten oder manuell betätigten Hebevorrichtungen ausgefahren oder eingefahren werden. Ferner weisen viele Straßenfertigungsmaschinen zwei Hebevorrichtungen auf, die mit jeder Endklappe zum noch genaueren Halten der korrekten Positionen der Endklappen bezüglich der Einbaubohlenverbreiterungen oder Einbaubohle, wenn keine Einbaubohlenverbreiterungen vorgesehen sind, gekoppelt sind. Die korrekte Position der Endklappe ist eine Position, in der die Endklappe mit der Referenzfläche oder der zu fertigenden Fläche in Gleitkontakt steht. Außerdem kann eine Endklappe zum sich Bewegen auf der Oberkante eines Bordsteins auszufahren sein, wenn die Fläche neben dem Bordstein gefertigt wird.
Wenn sich die Asphaltmattendicke schrittweise ändert, können sich die Endklappen, die typischerweise mit Federn gekoppelt sind, automatisch einstellen, um bei der neuen Straßenfertigungstiefe aufzuschwimmen. Weil die Endklappenfedern den Endklappen lediglich einen begrenzten Bereich einer vertikalen Bewegung bereitstellen, müssen die Bediener der Einbaubohlen kontinuierlich die Endklappenhöhe zum Halten der Endklappenfedern an oder in der Nähe des Federeinstellwerts durch Drehen der Endklappenhebevorrichtungen einstellen, was die Stauchung und die Streckung der Endklappenfedern steuert.
Durch Halten der Endklappenfedern an oder in der Nähe ihres Federeinstellwerts können die Endklappen „aufschwimmen”, wenn die Haupteinbaubohle oder die Einbaubohlenverbreiterungen mit verschiedenen Oberflächenhöhen in Kontakt gelangen. Wenn die verlegte Matte zu dick wird, können die Endklappenfedern die vollständige Streckung erreichen, was dazu führt, dass die Endklappen von der Referenzfläche angehoben werden. Wenn die verlegte Matte zu dünn wird, können die Endklappenfedern die vollständige Stauchung erreichen, was die Fähigkeit der Einbaubohle zum Aufschwimmen auf der dünneren Matte begrenzt.
Dementsprechend gibt es einen Bedarf für ein zuverlässiges und leicht zu handhabendes System und Verfahren zum Einstellen der Höhen der Endklappen von Straßenfertigungsvorrichtungen.
Zusammenfassung der Offenbarung
Es ist ein Höheneinstellungssystem für eine Einbaubohle eines Straßenfertigers offenbart. Das Höheneinstellungssystem weist eine mit einer ersten Feder gekoppelte Endklappe bzw. Seitenschild auf. Die erste Feder ist mit einem ersten Aktuator gekoppelt. Der erste Aktuator ist mit eine Steuerung verbunden. Die Steuerung weist einen Speicher auf. Die erste Feder und die Endklappe sind zwischen einer eingefahrenen Position und einer ausgefahrenen Position mit einem dazwischen angeordneten ersten Einstellwertwertbereich beweglich. Der erste Einstellwertbereich ist im Speicher der Steuerung gespeichert. Die erste Feder und/oder die Endklappe sind mit einem ersten Sensor verbunden. Der erste Sensor ist mit der Steuerung verbunden. Der erste Sensor erfasst eine aktuelle Position der ersten Feder und der Endklappe und übermittelt die aktuelle Position der ersten Feder und der Endklappe an die Steuerung. Die Steuerung ist dazu programmiert, zu bewirken, dass der erste Aktuator die erste Feder streckt bzw. dehnt, wenn die erste Feder und die Endklappe über einen ersten Einstellwertbereich hinaus eingefahren sind. Außerdem ist die Steuerung dazu programmiert, zu bewirken, dass der erste Aktuator die erste Feder staucht bzw. zusammendrückt, wenn die erste Feder und die Endklappe über einen ersten Einstellwertbereich hinaus ausgefahren sind.
Es ist außerdem eine Straßenfertigungsvorrichtung offenbart. Die offenbarte Straßenfertigungsvorrichtung weist eine Haupteinbaubohle mit einem Hauptglättblech auf, das zwischen einer rechten Verbreitung und einer linken Verbreiterung angeordnet ist. Die rechte Verbreiterung ist zwischen dem Hauptglättblech und einer rechten Endklappe angeordnet. Die rechte Endklappe ist mit einer rechten Feder gekoppelt. Die rechte Feder ist mit einem rechten Aktuator gekoppelt. Die linke Verbreiterung ist zwischen dem Hauptglättblech und einer linken Endklappe angeordnet. Die linke Endklappe ist mit einer linken Feder gekoppelt. Die linke Feder ist mit einem linken Aktuator gekoppelt. Der rechte und der linke Aktuator sind mit einer Steuerung verbunden. Die rechte Feder ist zwischen gestreckten und gestauchten Positionen mit einem dazwischen angeordneten rechten Einstellwertbereich beweglich. Die linke Feder ist zwischen gestreckten und gestauchten Positionen mit einem dazwischen angeordneten linken Einstellwertbereich beweglich. Die rechte Feder ist mit einem rechten Sensor zum Messen der Auslenkung der rechten Feder bezüglich des rechten Einstellwertbereichs verbunden. Die linke Feder ist mit einem linken Sensor zum Messen der Auslenkung der linken Feder bezüglich des linken Einstellwertbereichs verbunden. Der rechte und der linke Sensor sind mit der Steuerung verbunden. Die Steuerung ist dazu programmiert, zu bewirken, dass der rechte Aktuator die rechte Feder streckt, wenn die rechte Feder über den rechten Einstellwertbereich hinaus gestaucht ist und die Steuerung ist außerdem dazu programmiert, zu bewirken, dass der rechte Aktuator die rechte Feder staucht, wenn die rechte Feder über den rechten Einstellwertbereich hinaus gestreckt ist. Die Steuerung ist ferner dazu programmiert, zu bewirken, dass der linke Aktuator die linke Feder streckt bzw. dehnt, wenn die linke Feder über den linken Einstellwertbereich hinaus gestaucht ist, und die Steuerung ist außerdem dazu programmiert, zu bewirken, dass der linke Aktuator die linke Feder staucht bzw. zusammendrückt, wenn die linke Feder über den linken Einstellwertbereich hinaus gestreckt bzw. gedehnt ist.
Es ist außerdem ein Verfahren zum Betreiben einer Straßenfertigungsvorrichtung offenbart. Die Straßenfertigungsvorrichtung weist eine rechte Endklappe und eine linke Endklappe auf. Jede Endklappe ist mit wenigstens einer Feder gekoppelt. Jede der wenigstens einen Feder ist mit einem Sensor und einem Aktuator gekoppelt. Jeder Aktuator und jeder Sensor ist mit einer Steuerung verbunden. Das Verfahren weist ein Bestimmen eines Einstellwertbereichs für jede Feder, ein Empfangen von Signalen von jedem Sensor und ein Bestimmen, ob jede Feder oberhalb oder unterhalb ihres Einstellwertbereich ist, wenn zumindest eine der Federn über ihren Einstellwertbereich hinaus gestaucht ist, ein Aktivieren ihres jeweiligen Aktuators und Strecken von wenigstens einer der Federn zum Einstellen von wenigstens einer der Federn zu einer Position innerhalb ihres Einstellwertbereichs, und, wenn zumindest eine der Federn über ihren Einstellwertbereich hinaus gestreckt ist, ein Aktivieren ihres jeweiligen Aktuators und Zusammendrücken von zumindest einer der Federn zum Einstellen zumindest einer der Federn zu einer Position innerhalb ihres Einstellwertbereichs auf.
In einer oder mehreren der oben beschriebenen Ausführungsformen weist der erste Einstellwertbereich einen ersten Einstellwert und eine erste Totzone auf, die sich von ungefähr +/–5% bis ungefähr +/–20% des ersten Einstellwerts erstreckt. In einer oder mehreren der oben beschriebenen Ausführungsformen ist die Steuerung ferner dazu programmiert, das Strecken der ersten Feder zu verzögern, wenn die erste Feder über den ersten Einstellwertbereich hinaus gestaucht ist. Ferner ist die Steuerung dazu programmiert, das Stauchen der ersten Feder zu verzögern, wenn die erste Feder zu einer Position über den ersten Einstellwertbereich hinaus gestreckt ist. In einer oder mehreren der oben beschriebenen Ausführungsformen ist der erste Sensor aus der Gruppe ausgewählt, die aus einem linearen variablen Differenzmesswandler bzw. Differnztransducer, einem Drucksensor, einer Lastzelle und einem Schallsensor besteht. In einer oder mehreren der oben beschriebenen Ausführungsformen ist der erste Aktuator aus der Gruppe ausgewählt, die aus einem elektrischen Motor, der mit einem mit einer ersten Feder gekoppelten Gewindeschaft gekoppelt ist, einem hydraulischen Steuerungsventil, das mit einem Hydraulikzylinder mit einem streckbaren und stauchbaren ersten Schaft, der mit der ersten Feder gekoppelt ist, gekoppelt ist, und einem hydraulischen Steuerungsventil besteht, das mit einem Hydraulikspeicher gekoppelt ist, der mit einem hydraulischen Zylinder mit einem streckbaren und stauchbaren ersten Schaft gekoppelt ist, der mit der ersten Feder gekoppelt ist. In einer oder mehreren der oben beschriebenen Ausführungsformen weist die Endklappe einen Schlitten auf. Der Schlitten hat ein vorderes Ende und ein hinteres Ende. Der Boden des Schlittens ist mit der ersten Feder und einer zweiten Feder gekoppelt, die zwischen der ersten Feder und dem hinteren Ende des Schlittens angeordnet ist. Die zweite Feder ist mit einem zweiten Aktuator gekoppelt. Die zweite Feder ist mit der Steuerung verbunden. Die zweite Feder ist zwischen einer gestauchten Position und einer gestreckten Position mit einem zwischen der gestauchten und gestreckten Position angeordneten zweiten Einstellwertbereich beweglich. Der zweite Einstellwertbereich ist im Speicher der Steuerung gespeichert. Das System weist außerdem einen zweiten Sensor zum Erfassen einer aktuellen Position der zweiten Feder auf. Der zweite Sensor ist mit der Steuerung verbunden. Die Steuerung ist dazu programmiert, zu bewirken, dass der zweite Aktuator die zweite Feder streckt, wenn die zweite Feder und die Endklappe über den zweiten Einstellwertbereich hinaus gestaucht sind. Die Steuerung ist ferner dazu programmiert, den zweiten Aktuator zu stauchen, wenn die zweite Feder und die Endklappe über den zweiten Einstellwertbereich hinaus gestreckt sind.
In einer oder mehreren der oben beschriebenen Ausführungsformen kann der zweite Einstellwertbereich einen zweiten Einstellwert und eine zweite Totzone aufweisen, die sich von ungefähr +/–5% bis ungefähr +/–20% des zweiten Einstellwerts erstreckt.
In einer oder mehreren der oben beschriebenen Ausführungsformen ist die Steuerung ferner dazu programmiert, das Strecken der zweiten Feder zu verzögern, wenn die zweite Feder und Endklappe über den zweiten Einstellwertbereich hinaus gestaucht sind. Ferner ist die Steuerung dazu programmiert, das Stauchen der zweiten Feder zu verzögern, wenn die zweite Feder zu einer Position über den zweiten Einstellwertbereich hinaus gestreckt ist. In einer oder mehreren der oben beschrieben Ausführungsformen ist der zweite Sensor aus einer Gruppe ausgewählt, die aus einem linear variablen Differenzmesswandler bzw. Differenztransducer, einem Drucksensor, einer Lastzelle und einem Schallsensor besteht. In einer oder mehreren der oben beschriebenen Ausführungsformen ist der zweite Aktuator aus der Gruppe ausgewählt, die aus einem elektrischen Motor, der mit einem mit einer zweiten Feder gekoppelten zweiten Gewindeschaft gekoppelt ist, einem hydraulischen Steuerungsventil, das mit einem Hydraulikzylinder gekoppelt ist, der einen zweiten Schaft aufweist, der mit einer zweiten Feder gekoppelt ist, und einem hydraulischen Steuerungsventil besteht, das mit einem Hydraulikspeicher gekoppelt ist, der mit einem Hydraulikzylinder gekoppelt ist, der einen zweiten Schaft aufweist, der mit der zweiten Feder gekoppelt ist. In einer oder mehreren der oben beschriebenen Ausführungsformen weisen der erste Aktuator und die erste Feder einen ersten Hydraulikzylinder auf, der einen Kolben aufnimmt, der mit einem ersten Schaft verbunden ist, der sich ausfahrbar aus dem ersten Zylinder erstreckt und mit der ersten Endklappe gekoppelt ist.
In einem oder mehreren der beschriebenen Verfahren können die Verfahren ein Verzögern für eine Zeitspanne aufweisen, nachdem die Signale von den Sensoren empfangen und bevor die Federn gestreckt oder gestaucht werden. In einem oder mehreren der oben beschriebenen Verfahren kann das Verfahren ferner ein Strecken und Stauchen jeder Feder unabhängig vom Strecken oder Stauchen der anderen Federn aufweisen. Schließlich kann in einem oder mehreren der oben beschriebenen Verfahrensansprüche das Verfahren ferner ein Vorsehen eines mit der Steuerung verbundenen Höhensensors vor den Endklappen, ein Empfangen wenigstens eines Signals vom Höhensensor an der Steuerung, die ein Hindernis und eine Größe des Hindernisses vor der Straßenfertigungsvorrichtung identifiziert, und ein Anpassen der Einstellwertbereichs für jede der Federn basierend auf der Größe des Hindernisses aufweisen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Seitenansicht eines offenbarten Straßenfertigers.
2 ist eine Vorderansicht des in der 1 offenbarten Straßenfertigers.
3 ist eine Rückansicht einer Einbaubohle des Straßenfertigers, die hinter der Straßenfertigungsvorrichtung der 1 und 2 gezogen wird.
4 ist eine Seitenansicht eines herkömmlichen Höheneinstellungssystems für eine Einbaubohle eines Straßenfertigers mit manuell betätigten Endklappenkurbeln.
5 ist eine Seitenansicht eines offenbarten Höheneinstellungssystems für eine Einbaubohle des Straßenfertigers, die automatische Steuerungen zum Einstellen der Streckung des Aktuators, der Stauchung der Federn und/oder der Höhe der Endklappen aufweist.
6 ist eine Draufsicht der in der 5 gezeigten Einbaubohle des Straßenfertigers und des Höheneinstellungssystems.
7 ist ein Flussdiagramm, das ein geschlossenes Steuerungssystem und -verfahren zum kontinuierlichen Einstellen der Höhe einer Einbaubohlenendklappe darstellt.
8 ist ein weiteres Flussdiagramm, das ein geschlossenes Steuerungsverfahren und -system zum kontinuierlichen Halten einer Endklappenfeder an oder in der Nähe ihres Einstellwerts darstellt.
9 ist ein Flussdiagramm, das vier geschlossene Steuerungssysteme und -verfahren zum individuellen Halten von vier Endklappenfedern an oder in der Nähe ihrer Einstellwerte darstellt.
10 ist eine Seitenansicht eines weiteren offenbarten Höheneinstellungssystems für eine Einbaubohle eines Straßenfertigers, die automatische Steuerungen zum Einstellen der Streckung der hydraulisch betätigten Federn und/oder der Höhe der Endklappen aufweist.
11 ist eine teilweise hydraulische schematische Darstellung des in der 10 gezeigten automatischen Steuerungssystems.
12 ist eine teilweise elektrische schematische Darstellung des in der 10 gezeigten automatischen Steuerungssystems.
13 ist eine Seitenansicht eines weiteren offenbarten Höheneinstellungssystems für eine Einbaubohle eines Straßenfertigers, die einen wie in der 10 gezeigten Schallsensor verwendet, aber mit einem Einzelzylinder und -feder für jede Endklappe, im Gegensatz zu den Dualzylindern und -federn für jede Endklappe gemäß der 10.
14 ist eine Seitenansicht eines weiteren offenbarten Höheneinstellungssystems, das automatische Steuerungen zum Einstellen der Streckung der Hydraulikfedern, der Stauchung der Federn und/oder der Höhe der Endklappen aufweist.
15 ist ein weiteres offenbartes Höheneinstellungssystem für eine Einbaubohle eines Straßenfertigers, die zwar keine Federn einsetzt, aber automatische Steuerungen zum Einstellen der Streckung der Hydraulikzylinderschäfte, des Einsatzes eines Hydraulikspeichers zum Zweck des Verzögerns der Ausfahrens oder Einfahrens der Schäfte und des Einsatzes von Drucksensoren aufweist, die den Druck übermitteln, der durch Eingriff oder dem Fehlen eines Eingriffs der Endklappen mit der Referenzfläche auf jeden Zylinder wirkt.
16 ist eine Seitenansicht eines weiteren offenbarten Höheneinstellungssystems für eine Einbaubohle eines Straßenfertigers, die die automatischen Steuerungen zum Einstellen der Streckung der Federn, der Stauchung der Federn und/oder der Höhe der Endklappen aufweist, wobei die automatischen Steuerungen Lastzellen aufweisen, die jedem hydraulischen Zylinder zugeordnet sind.
Detaillierte Beschreibung
Zum Zweck dieser Offenbarung bedeutet der Ausdruck „gekoppelt” eine direkte oder indirekte Verbindung zwischen zwei Elementen. Beispielsweise kann der Ausdruck gekoppelt bedeuten, dass zwei Elemente direkt miteinander verbunden sind oder es kann außerdem bedeuten, dass zwei Elemente durch ein oder mehrere zusätzliche Elemente miteinander verbunden sind.
Zum Zweck dieser Offenbarung bedeutet der Term „verbunden”, dass zwei elektronische Komponenten über eine Festverdrahtung oder drahtlose Verbindung miteinander in Verbindung stehen.
Zum Zweck dieser Offenbarung bedeutet der Ausdruck „Feder” ein Vorspannelement, wie beispielweise eine Schraubenfeder, eine Kombination von Hydraulikzylinder/-kolben-/-schaft oder eine andere Vorrichtung, die gestaucht bzw. zusammengedrückt bzw. eingefahren und gestreckt bzw. gedehnt bzw. ausgefahren werden kann.
Die 1 und 2 stellen eine Straßenfertigungsvorrichtung 10 dar, die eine Bedienstation 11 und einen Rahmen 12 aufweist. Die Straßenfertigungsvorrichtung weist außerdem einen Behälter 13 zum Aufnehmen von Asphaltmaterial auf, das durch eine oder mehrere Förderschnecken (nicht gezeigt) vor das Einbaubohlensystem 14 verteilt wird, wobei ein Beispiel davon in der 3 dargestellt ist und ein weiteres Beispiel davon in der 4 dargestellt ist. Das Einbaubohlensystem 14 wird hinter der Zugmaschine 15 der Straßenfertigungsvorrichtung 10 gezogen, die typischerweise mehrere Bodeneingriffselemente, die allgemein bei 16 gezeigt sind, aufweist. Während die typischen Bodeneingriffselemente 16 Räder mit Reifen sind, können die Bodeneingriffselemente 16 außerdem zwei oder vier Endlosketten aufweisen.
Unter Bezugnahme auf die 3 und 4 weisen typische Einbaubohlensysteme 14 eine Haupteinbaubohle 21 auf, die zwischen einem Paar von Einbaubohlenverbreiterungen 22, 23 angeordnet sind. Unter Verwendung einer Hydraulik oder anderer geeigneter Mittel können die Verbreiterungen 22, 23 bezüglich der Haupteinbaubohle 21 ausgefahren oder verschmälert werden, wodurch dem Bediener die Fähigkeit bereitgestellt wird, die Breite der Asphaltmatte, die auf der Fläche 17 (4) verlegt wird, zu verändern. Das Einbaubohlensystem 14 der 3 enthält außerdem zum Heben oder Senken der Endklappen 26, 27 wie benötigt, um die Endklappen in Eingriff mit der Referenzfläche 17 (4) zu halten oder den Asphalts, der gerade vor die Einbaubohle und die Einbaubohlenverbreiterungen gefördert worden ist, zwischen den Endklappen 26, 27 zu halten.
In der 4 ist ein Einbaubohlensystem 14 dargestellt, das zwei manuell betätigte Hebevorrichtungen 28, 29 aufweist, die mit jeder Endklappe gekoppelt sind, wie beispielweise der linken Endklappe 26. Jede manuell betätigte Hebevorrichtung 28, 29 weist einen Griff 31, 32 auf. Jeder Griff 31, 32 ist am Rahmenelement 30 montiert und mit ausfahrbaren und einfahrbaren Schäften 33, 34 verbunden, von dem jeder mit jeweils einer der Federn 35, 36 verbunden ist. Um eine aufschwimmende Endklappe 26 zu erzeugen, müssen die Hebevorrichtungen 28, 29 zum Halten der Federn 35, 36 an oder in der Nähe ihrer gewünschten Einstellwerte oder innerhalb eines gewünschten Einstellwertbereichs regelmäßig eingestellt werden. Dadurch, dass es den Federn nicht gestattet ist, sich vollständig zu strecken oder zu stauchen, ist die Endklappe 26 dazu im Stande, auf der Oberkante der Referenzfläche 17 aufzuschwimmen. Wie in der 4 gezeigt, müssen beide Schäfte 33, 34 möglicherweise gesenkt werden, um es dem Schlitten 37 der Endklappe 26 zu ermöglichen, mit der Referenzfläche 17 einzugreifen (d. h. dem Untergrund, dem Bordstein, der vorher verlegte Asphaltmatte, usw.). Um die Federn 35, 36 vor dem vollständigen Stauchen oder vollständigen Strecken zu bewahren, müssen die Hebevorrichtungen 28, 29 vom Bediener kontinuierlich verstellt werden.
Wenn die Matte zu dick wird, werden die Federn 35, 36 vollständig nach unten in Richtung der Fläche 17 stauchen, jedoch kann die Endklappe 26 ohne einer Handlung des Bedieners ihren vertikalen Hub ausschöpfen und kann sich tatsächlich über und von der Referenzfläche 17 abheben, wobei es dem Asphaltmaterial ermöglicht wird, seitlich nach außen durch den Spalt G zwischen der Endklappe 26 und der Referenzfläche 27 auszulaufen. Wenn im Gegensatz dazu die Matte plötzlich zu dünn wird, werden die Federn 35, 36 ohne einer Handlung des Bedieners ihre maximale Stauchung erreichen, wodurch die Endklappe 26 dazu gebracht wird, nach oben in den Einbaubohlenrahmen gedrückt zu werden, was die Einbaubohlen 21–23 davor bewahrt, eine solch dünne Schicht zu fertigen. Um den Bedarf für die konstante manuelle Einstellung der Hebevorrichtungen 28, 29 sowie die an der anderen Seite der Einbaubohle 114 angeordneten Hebevorrichtungen (nicht in der 4 gezeigt) zu beseitigen, sind Systeme und Verfahren zum Steuern der Position von Endklappen 26, 27 einer Einbaubohle eines Straßenfertigers in den 5 bis 16 offenbart.
Mit Bezug auf die 5 weist ein verbessertes Einbaubohlensystem 214 eine Haupteinbaubohle 221 auf, die zwischen Einbaubohlenverbreiterungen angeordnet ist, wovon eine bei 222 gezeigt ist. Das Einbaubohlensystem 214 weist außerdem eine Endklappe 226 auf, die mit zwei Federn 235, 236 gekoppelt ist. Jede Feder 235, 236 ist mit ihrem eigenen ausfahrbaren und einfahrbaren Schaft 233, 234 gekoppelt. Jeder Schaft 233, 234 ist jeweils mit seinem eigenen Aktuator 240, 241 gekoppelt. Jede Feder 235, 236 ist außerdem mit ihrem eigenen Messwandler bzw. Transducer 242, 243 gekoppelt, der jeweils die lineare Auslenkung bzw. Verschiebung der Federn 235, 236 misst. Die Messwandler 242, 243 sind mit einer Steuerung 244 verbunden, die außerdem mit den Aktuatoren 240, 241 verbunden ist.
In der 6 ist eine Draufsicht des offenbarten Einbaubohlensystems 214 bereitgestellt, die ebenfalls eine rechte Endklappe 227 mit zwei Aktuatoren 245, 246 und zwei Messwandlern 247, 248 darstellt. In einer weiteren Ausführungsform können die Messwandler 242, 243, 247, 248 lineare variable Differenzmesswandler (LVDT) sein, die ein Typ von elektrischen Messwandlern sind, die zum Messen der Linearauslenkung verwendet werden. Typischerweise weist ein LVDT drei Magnetspulen auf, die nebeneinander um eine Röhre (nicht gezeigt) angeordnet sind. Die mittlere Spule ist die Primäre und die zwei äußeren Spulen sind die Sekundären. Ein zylindrischer ferromagnetischer Kern ist mit den Halterungen 251, 252 gekoppelt, die die Federn 235, 346 halten (siehe 5). Wenn sich die Endklappe 226 nach oben oder nach unten bewegt, bewegen sich die Halterungen 251, 252 ebenfalls nach oben oder unten, wobei die Federn 235, 236 gestaucht oder gestreckt werden. Die Messwandler 242, 243 messen die Stauchung oder Streckung der Federn 235, 236 und die Steuerung 244 ist dazu programmiert, zu bestimmen, ob die Federn 235, 236 über einen gewünschten Einstellwert oder Einstellwertbereich hinaus gestaucht oder über einen gewünschten Einstellwert oder Einstellwertbereich hinaus gestreckt sind. Die Steuerung 244 kann eine mit dem Einbaubohlensystem 214 verbundene Mikrosteuerung sein. Es ist außerdem möglich, die Funktionen der Steuerung 244 in das ECM-Modul der Zugmaschine 15 (nicht gezeigt) einzuarbeiten, wobei dieses jedoch weniger gewünscht ist, wenn das Steuerungssystem 214 hinter einer Vielzahl unterschiedlicher Zugmaschinen 15 gezogen werden soll.
Verschiedene Verfahren und Algorithmen zum Steuern der Höhe der Endklappen 226, 227 sind in den 7–9 dargestellt. Mit Bezug auf die 7 ist der geschlossene Steuerungsalgorithmus für eine einzige Feder gezeigt. Der Algorithmus wird in der Steuerung 244 beim Schritt 254 gestartet. Der Bediener kann die gewünschte Endklappenposition beim Schritt 255 eingeben. Beim Schritt 256 empfängt die Steuerung 244 Signale von einem Messwandler, beispielweise 242, der mit der überwachten Feder 235 gekoppelt ist, und die Steuerung 244 ist dazu programmiert, die aktuelle Position der Endklappe 226 basierend auf den vom Messwandler 242 übermittelten Daten zu bestimmen. Beim Schritt 257 bestimmt die Steuerung 244, ob die Position der Endklappe 226 innerhalb eines akzeptablen Bereichs liegt. Wenn dem so ist, kehrt der Algorithmus zum Schritt 256 zurück. Wenn nicht, gelangt der Algorithmus zum Schritt 258, wo die Steuerung 244 bestimmt, ob die Endklappe 226 zu hoch ist. Wenn sie zu hoch ist, sendet die Steuerung 244 beim Schritt 259 ein Signal an den Aktuator 244 zum Stauchen der Endklappe. Daraufhin kehrt der Algorithmus, wie in der 7 gezeigt, zum Schritt 256 zurück. Wenn die Endklappe 226 beim Schritt 258 nicht zu hoch ist, sendet die Steuerung 244 beim Schritt 260 ein Signal an den Aktuator 240 zum Strecken der Endklappe 226, bevor der Algorithmus zum Schritt 226 zurückkehrt, wo die Daten vom Messwandler 242 wieder empfangen und interpretiert werden.
Ein ähnlicher Algorithmus ist in der 8 präsentiert. Das Programm wird bei 261 gestartet und die gewünschte Position der Endklappe wird vom Bediener bei 262 eingegeben. Die Steuerung 244 bestimmt den korrekten Einstellwert der Feder 235 bei 263. Der Federeinstellwert kann eine neutrale Position für die Feder 235, eine leicht gestauchte Position oder eine leicht gestreckte Position sein. Nachdem der Federeinstellwert bei 263 bestimmt ist, empfängt die Steuerung 244 bei 264 Daten vom Messwandler 242. Eine Bestimmung, ob die Feder 235 innerhalb eines akzeptablen Einstellwertbereichs ist, wird bei 265 durchgeführt und, wenn dem so ist, kehrt der Algorithmus, wie in der 8 gezeigt, zum Schritt 264 zurück. Wenn die Position der Feder 235 außerhalb eines akzeptablen Bereichs ist, bestimmt die Steuerung bei 266, ob die Feder über ihren Einstellwertbereich hinaus gestaucht ist. Wenn dem so ist, kann bei 267, vor der Aktivierung des Aktuators 240 bei 268, eine Betriebsverzögerung errichtet werden, wodurch die Feder 235 dazu gebracht wird, gestreckt zu werden, bevor der Algorithmus zum Schritt 264 zurückkehrt, wo der Messwandler 242 wieder ausgelesen wird. Wenn die Feder 235 bei 266 nicht über ihren Einstellwertbereich hinaus gestaucht ist, kann eine Betriebsverzögerung errichtet werden, bevor der Aktuator 240 bei 270 zum Zwecke des Stauchens der Feder 236 aktiviert wird, bevor der Algorithmus, wie in der 8 gezeigt, zum Schritt 264 zurückkehrt.
Die 9 stellt ein ähnliches Flussdiagramm für vier Federn dar, mit zwei Federn 235, 236 für die linke Endklappe 226 und zwei zusätzlichen Federn (nicht gezeigt) für die rechte Endklappe 227. Das Programm wird bei 280 gestartet und der gewünschte Anstellwinkel wird vom Bediener eingegeben und von der Steuerung 244 bei 281 gelesen. Die Einstellwerte oder Einstellwertbereiche für alle vier Federn werden bei 282 bestimmt. Dann wird die Einstellung der Endklappen 226, 227 und der Federn auf einer individuellen Basis gemacht. Beispielsweise wird bei 283 ein erster Messwandler von der Steuerung 244 gelesen und bei 284 wird eine Bestimmung gemacht, ob die erste Feder innerhalb eines akzeptablen Bereichs ist. Wenn dem so ist, kehrt das Programm zum Schritt 283 zurück. Wenn nicht, wird bei 285 eine Bestimmung gemacht, ob die Feder unterhalb ihres Einstellwerts ist und, wenn dem so ist, wird bei 286 eine Betriebsverzögerung errichtet, bevor der Aktuator bei 287 zum Zweck des Streckens der mit der Feder gekoppelten Feder aktiviert wird. Wenn bei 288 eine Bestimmung gemacht wird, dass die Feder oberhalb des Einstellwerts ist, wird bei 289 eine Betriebsverzögerung errichtet und der Aktuator wird bei 290 zum Zweck des Stauchens der Feder aktiviert. Ähnliche geschlossene Steuerungsalgorithmen bzw. Algorithmen mit geschlossener Schleife werden für die verbleibenden drei Federn durchgeführt, wobei lediglich die Schritte des Lesens der Messwandler der Kürze halber bei 291, 292, 293 gezeigt sind.
Unter Verweis auf die 10 ist eine zusätzliche Einbaubohle 314 eines Straßenfertigers offenbart, die eine Haupteinbaubohle 321 aufweist, die zwischen zwei Einbaubohlenverbreiterungen, von denen eine bei 322 gezeigt ist, angeordnet ist. Die Einbaubohle des Straßenfertigers ist schwenkbar mit einer Zugmaschine (nicht gezeigt) durch einen Zugarm 337 gekoppelt.
Die 10 stellt außerdem ein geschlossenes Höheneinstellungssteuerungssystem 338 dar, das eine Steuerung 344 und ein Paar von Endklappen aufweist, von denen eine bei 326 gezeigt ist. Das Höheneinstellungssystem 338 weist außerdem ein Paar von Hydraulikzylindern 371, 373 auf, die Kolben 372, 374 aufnehmen, die mit streckbaren Federn 333, 334 gekoppelt sind. Die Zylinder 371, 373 können mit Sensoren 342, 343 ausgestattet sein, die zum Überwachen der Stauchung oder der Streckung der Federn 333, 334 verwendet werden können. Während die Federn 333, 334 direkt oder indirekt mit der Endklappe 326 gekoppelt sein können, können außerdem Federn zwischen den Federn 333, 334 und der Endklappe 326 eingesetzt werden. Die Sensoren 342, 343 sind bevorzugt LVDTs oder Drucksensoren. Die Sensoren 342, 343 können außerdem mit der Steuerung 344 verbunden sein. Zusätzlich können Sensoren 349, 350, die außerhalb der Zylinder 371, 373 angeordnet sind, zum Überwachen der Streckung oder Stauchung der Federn 333, 334 eingesetzt werden. Die Sensoren 349, 350 können ebenfalls LVDTs sein.
Ferner kann ein Schallsensor 342a an einem vorderen Ende 326a der Endklappe 326 eingesetzt werden oder an einer Verlängerung 326b an der Endklappe 326. Eine zusätzliche Platzierung für den Schallsensor ist außerdem bei 342b an einem distalen Ende 337a des Zugarms 337 gezeigt. Der Zweck der Schallsensoren 342a, 342b besteht darin, den Schlitten 375 der Endklappe 326 relativ vertikal oder bezüglich des Befestigungswinkels zur Neigung der Fläche 17 zu halten. Die vor dem Einbaubohlensystem 314 angeordneten Schallsensoren 342a, 342b ermöglichen es dem System 314, eine voraushandelnde langsamere Einstellung, einen stabileren Betrieb und eine weichere Betätigung aufzuweisen.
Die Streckung oder Stauchung der Federn 333, 334 wird durch die Hydraulikaktuatoren 340, 341 bereitgestellt. Die Aktuatoren 340, 341 können außerdem elektrische Aktuatoren sein, wie beispielsweise elektrische Motoren. In solch einer Ausführungsform können die Federn 333, 334 Gewindefedern sein, die mit den elektrischen Motoren gekoppelt sind, die die Aktuatoren 340, 341 betreiben. Die Aktuatoren 340, 341 sind mit der Steuerung 344 verbunden. Dualaktuatoren 340, 341 werden zum Steuern der Höhe der Endklappe 326, des Anstellwinkels der Endklappe 326 und zum Halten des Kontakts des Schlittens 375 mit der Fläche 17 oder dem Basismaterial verwendet.
Während des Betriebs übermitteln die LVDTs oder Drucksensoren 342, 343 oder 349, 350 die Position des Schlittens 375 an die Steuerung 344. Die Steuerung 344 bestimmt die aktuelle Position der Federn 333, 334 und die Differenz zwischen der aktuellen Position der Federn 333, 334 und des gewünschten Einstellwertbereichs der Federn 333, 334. Die Steuerung 344 berechnet dann einen Deltawert zwischen den vom Sensor oder den Sensoren 342, 343 oder 349, 350 übermittelten Wert oder Werten und den gewünschten Einstellwertbereich zum Zweck des Erzeugens von Steuerungssignalen, die den Aktuatoren 340, 341 zum Erhöhen oder Verringern der Streckung oder Stauchung der Federn 333, 334 übermittelt werden. Wenn die Aktuatoren 340, 341 Hydraulikaktuatoren sind, können sie in der Gestalt von Hydrauliksteuerungsventilen sein, die den Druck innerhalb der Zylinder 373, 373 zum Erhöhen oder Verringern der Streckung der Federn 333, 334 erhöhen oder verringern. Vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, kann jeder Zylinder eine zusätzliche Positionserfassungstechnik, wie beispielweise die Sensoren 349, 350, aufweisen, die mit der Steuerung 344 zum exakten Halten der gewünschten Position oder des gewünschten Einstellwertbereichs der Endklappe 326 verbunden sind.
Unter Bezugnahme auf die 11 ist ein elektrisches Schaltbild für einen Teil des Höheneinstellungssystems 338 bezüglich eines einzigen LVDT oder Drucksensors 342 dargestellt. Der Sensor 342 ist mit der Steuerung 344 verbunden, die wiederum mit dem Aktuator 340 sowie dem zusätzlichen Sensor 349 verbunden ist. Der Aktuator 340 ist mit dem Zylinder 371, dem Kolben 372 und der Feder 333, wie gezeigt, verbunden. In der 12 ist ein teilweises hydraulisches Schaltbild für das Höheneinstellungssystem 338 dargestellt. Die Steuerung 344 ist mit dem Aktuator 340 verbunden, der wiederum mit dem Zylinder 371, dem Kolben 372 und der Feder 333, wie gezeigt, verbunden ist. Die 12 zeigt außerdem die Verbindung zwischen der Steuerung 344 und dem linken hinteren Aktuator 341 sowie den Aktuatoren 345, 346, die der rechten Endklappe (in den 10 oder 12 nicht gezeigt; siehe 6) zugeordnet sind.
Bezugnehmend auf die 13 ist eine Einbaubohle 414 eines Straßenfertigers mit einem Höheneinstellungssystem 438 gezeigt, das dieselben funktionalen Elemente wie das Höheneinstellungssystem 338 der 10 aufweist, jedoch mit einem einzigen Zylinder 471, Kolben 472 und Feder 433. Ein einziger Aktuator 440 ist mit der Steuerung 444 verbunden und ein optionaler Sensor 441, der ein LVDT sein kann, ist ebenfalls mit der Steuerung 444 und dem Zylinder 471 verbunden dargestellt. Der LVDT oder Drucksensor 342 kann innerhalb des Zylinders 471 oder außerhalb des Zylinders 471 platziert sein. Das vordere Ende 426a der Endklappe 426 oder das distale Ende 437a des Zugarms 437 kann einen oder mehrere Schallsensoren 426a, 426b, wie oben in Bezug auf die 10 beschrieben, aufweisen.
Bezugnehmend auf die 14 ist ein zusätzliches Endklappenhöheneinstellungssystem 538 für eine Einbaubohle 514 eines Straßefertigers dargestellt. Das System 538 weist eine Steuerung 544, ein Paar von Aktuatoren 540, 541 und ein Paar von Hydraulikzylindern 571, 573 auf, die jeweils die Kolben 572, 574 aufnehmen und die jeweils mit einer Feder 533, 534 verbunden sind. Die Federn 533, 534 sind mit Federn 534, 536 sowie jeweils den Halterungen 551, 552 gekoppelt, die jeweils mit der Endklappe 526 gekoppelt sind. Jeder Zylinder 571, 573 kann außerdem mit Drucksensoren 542, 543 gekoppelt sein und jeder Zylinder 571, 573 kann außerdem zusätzliche Sensoren 547, 548 zum noch genaueren Überwachen der Position der Kolben 572, 574 aufnehmen. Das Höheneinstellungssystem 538 der 14 ist ein geschlossenes Steuerungssystem bzw. ein Steuerungssystem mit geschlossener Schleife, das Aktuatoren 540, 541 für sowohl den vorderen Zylinder 571 als auch den hinteren Zylinder 573 verwendet. Die Drucksensoren 542, 543 werden zum Überwachen des Drucks innerhalb des Zylinders 571, 573 verwendet, die wiederum zum Überwachen der Stauchung der Federn 535, 536 verwendet werden. Zusätzlich zur Steuerung des Bodendrucks zwischen dem Schlitten 575 und der Bearbeitungsfläche 17 weist das Höheneinstellungssystem 538 außerdem LVDTs 547, 548 auf, die innerhalb oder außerhalb der Zylinder 571, 573 zum Messen der aktuellen Position von jedem Kolben 572, 574 oder den jeweiligen Federn 533, 534 angeordnet sein können. Unter Verwendung der LVDTs ist es möglich, gewünschte Einstellwertbereiche für die Federn 533, 534, die Federn 535, 536 oder die Kolben 572, 574 zum Vorsehen eines gewünschten Anstellwinkels einzustellen, so dass die Vorderkante 575a des Schlittens 575 mit einem gewünschten Abstand oberhalb oder unterhalb der hinteren Kante 575b des Schlittens 575 ist. Ferner kann das System 538 dazu ausgebildet sein, die Vorderkante 575a des Schlittens bei einer vorbestimmten Höhe oberhalb der Hinterkante 575b des Schlittens 575 unter Verwendung der LVDTs 547, 548 zum Messen der Position der Kolben 572, 574, der Federn 533, 534 oder der Federn 535, 536 zu halten. Das System 538 ermöglicht es dem Schlitten 575, an einer Referenzoberfläche am hinteren Ende 575b des Schlittens 575 aufzuschwimmen, ermöglicht es aber auch der Vorderkante 575a des Schlittens, sich von der Bearbeitungsfläche 17 nach oben aufzurichten, um Hindernisse, die typischerweise nur die Vorderkante 575a des Schlittens 575 erfasst, zu räumen. Die Anstellwinkelsteuerungsfunktion kann am Steuerungspult (nicht gezeigt) ein- und ausgeschaltet werden; wodurch es dem Bediener ermöglicht wird, zwischen einem vollständigen Aufschwimmen im Gegensatz zu einem gewinkelten Betrieb schnell und einfach zu wechseln. Der Betrag des Anstellwinkels kann vom Bediener eingestellt werden oder kann voreingestellt aus der Fabrik stammen. Die Hinzufügung des Höhensensors 576 an der Front 526a der Endklappe 526 könnte außerdem zum Identifizieren von Hindernissen vor dem Schlitten 575 verwendet werden und es dem System 538 ermöglichen, automatisch einen geeigneten Betrag eines erhöhten Anstellwinkels zum Überkommen des Hindernisses oder der Blockierung ohne einer Eingabe vom Bediener hinzuzufügen.
Die Steuerungssoftware ist im Speicher der Steuerung 544 gespeichert und kann derart definiert werden, dass der auf die Zylinder 571, 573 wirkende Druck bei einem Zielwert gehalten werden kann, der der Reaktionskraft der Federn 535, 536 bei einem gewünschten Betrag der Federstauchung gleicht. Der Betrag der gewünschten Federstauchung kann vom Bediener vor dem Aktivieren des Höheneinstellungssystems 538 eingestellt werden oder der gewünschte Betrag der Federstauchung kann in der Fabrik vorbestimmt sein.
Die Steuerung der Zylinder 571, 573 kann eine Totzone aufweisen, die sich von ungefähr 5% bis ungefähr 30% des Zieldrucks erstreckt. Die Verwendung einer Totzone ermöglicht es dem Schlitten 575, unter Verwendung der Federn 535, 536, natürlich aufzuschwimmen. Wenn sich der Druck um mehr als den Totzonenwert ändert, beispielweise 12%, würden die Zylinder 571, 573 automatisch individuell aktiviert werden, um die individuellen Drücke zurück auf die Zielwerte für die gewünschten Federstauchungen zu bringen. Die Totzonenwerte können auf Versuchen basierend optimiert werden. Die Zylinder 571, 573 könnten außerdem zum manuellen Betreiben des Endklappenschlittens 575 verwendet werden, wenn das System 538 nicht aktiviert ist, wodurch der Bedarf einer Handgriffbetätigung des Endklappenschlittens 575 unter Verwendung der Hebevorrichtungen beseitigt wird.
Unter Verweis auf die 15 ist eine weitere Einbaubohle 614 eines Straßenfertigers mit einem automatischen Höheneinstellungssystem 638 offenbart, das all die Elemente des in der 14 gezeigten Systems 538 aufweist, mit der Ausnahme der LVDTs 547, 548, der Federn 535, 536 und der Halterungen 551, 552. Jedoch können Federn 535, 536 und Halterungen 551, 552 enthalten sein. Das geschlossene Höheneinstellungssteuerungssystem 538 verwendet Hydraulikzylinder 671, 673, die mit Drucksensoren 642, 643 ausgestattet sind und die jeweils Kolben 672, 675 und Federn 633, 634 aufnehmen. Die im Speicher der Steuerung 644 gespeicherte Steuerungssoftware kann derart definiert sein, dass der innerhalb jedes Zylinders 671, 673 wirkende Druck an einem Zielwert gehalten wird, der einem gewünschten Betrag des Bodendrucks zwischen dem Schlitten 675 und der Bearbeitungsfläche 17 gleicht. Der gewünschte Betrag des Bodendrucks könnte vom Bediener vor dem Einschalten des automatischen Höhensteuerungssystems 638 eingestellt werden oder in der Fabrik vorbestimmt sein. Der gewünschte Bodendruck könnte in Abhängigkeit von Baustellenbedingungen, wie beispielsweise Straßenfertigungen über eine feste Oberfläche im Gegensatz zum Angleichen an eine Verbindung von heißem Asphalt, verändert werden. Dementsprechend müsste es dem Bediener gestattet sein, den gewünschten Druckeinstellwertbereich zu ändern, wenn es die Baustellenbedingungen solch eine Veränderung erfordern. Der Druckeinstellwertbereich kann außerdem einen Totzonenwert aufweisen, der sich von ungefähr 5% bis ungefähr 20% des Zieleinstellwertdrucks erstreckt, wodurch ein gewünschter Zieldruckeinstellwertbereich erzeugt wird, der die Frequenzeinstellungen, die aufgrund der Bedingungsänderungen an der Fläche 17 gemacht werden, minimieren und/oder optimieren kann. Wenn sich der Druck durch mehr als den Totzonenwert ändert, könnte der Zylinder oder die Zylinder 571, 573 automatisch aktiviert werden, um den Druck innerhalb des Zieldruckeinstellwertbereich für den gewünschten Oberflächendruck zurück zu bringen. Der Totzonenwert könnte auf Versuchen basierend optimiert werden und kann durch den Bediener während der Verwendung eingestellt werden. Die 15 stellt außerdem die Verwendung eines optionalen Hydraulikspeichers 677 mit separaten Kammern dar, der zum Erhöhen der Antwortzeit, oder Einbringen einer Verzögerung, die zum Glätten der Systempulsationen verwendet werden können, mit den Aktuatoren 640, 641 gekoppelt ist. Die Zylinder 671, 673 beseitigen den Bedarf einer Handgriffbetätigung des Endklappenschlittens 675 und können deshalb betätigt werden, ohne die Steuerungsstation zu verlassen.
Zuletzt ist in der 16 eine weitere offenbarte Einbaubohle 714 eines Straßenfertigers mit einem Höheneinstellungssystem 747 gezeigt, das eine Steuerung 744 aufweist, die mit einem Paar von Aktuatoren 740, 741 verbunden ist, die mit den Zylindern 771, 773 gekoppelt ist. Jeder Zylinder 771, 773 nimmt einen Kolben 772, 774 auf, der jeweils mit einer Feder 733, 734 gekoppelt ist. Die Federn 733, 734 können mit Federn 735, 736 und Halterungen 751, 752 gekoppelt sein. Das Höheneinstellungssystem 747 weist außerdem Lastzellen 742, 743 auf.
Die Lastzellen 742, 743 sind Teil des geschlossenen Höheneinstellungssteuerungssystems 747, das die Hydraulikzylinder 771, 773 zum Einstellen von sowohl dem vorderen Ende 775a als auch dem hinteren Ende 775b des Schlittens 775 oder allgemeiner dem vorderen Ende 726a und dem hinteren Ende 726b der Endklappe 726 verwendet. Die Position jeder Feder 735, 736 kann, wie in der 16 gezeigt, mit einer Lastzelle 742, 743 ausgestattet sein, die die Druckkraft der Federn 735, 736 auf die Fläche 17 misst. Die Steuerungssoftware könnte derart ausgestaltet sein, dass die auf die Lastzellen 722, 743 wirkende Kraft der Federn 735, 736 bei einem Zielwert oder einem Zielwerbereich gehalten wird, der der gewünschten Federweglänge gleicht. Die gewünschte Federweglänge kann vom Bediener vor dem Einschalten des Höheneinstellungssystems 747 eingestellt werden oder in der Fabrik vorbestimmt sein. Die ausgestaltete Federweglänge könnte in Abhängigkeit von Baustellenbedingungen, wie beispielsweise Straßenfertigungen über eine feste Oberfläche im Gegensatz zum Angleichen an eine Verbindung von heißem Asphalt, verändert werden.
Dementsprechend müsste es dem Bediener gestattet sein, die Steuerungsparameter an der Baustelle in Abhängigkeit der Baustellenbedingungen, zu verändern. Die Steuerung der Zylinder 771, 773 kann eine Totzone aufweisen, die sich von ungefähr 5% bis ungefähr 20% der Zielkraft zum Minimieren und/oder Optimieren der Einstellungsfrequenz, die aufgrund der Bedingungsänderungen der Neigung oder Fläche 17 gemacht werden, erstreckt. Wenn sich die Verdichtungskraft mit mehr als dem Totzonenwert ändert, würde ein oder beide Zylinder 771, 773 durch den jeweiligen Aktuator 740, 741 aktiviert werden, um die Druckkräfte zurück auf die Zielwerte für die gewünschte Höhe der Federn 735, 736 zu bringen. Der Totzonenwert kann auf Versuchen basierend optimiert werden und möglicherweise während dem Betrieb durch den Bediener einstellbar sein. Die Zylinder 771, 773 beseitigen außerdem den Bedarf einer Handgriffbetätigung des Endklappenschlittens 775 und können betätigt werden, ohne die Steuerungsstation zu verlassen.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Es ist ein Einbaubohlensystem mit einem automatischen System zum Einstellen der Endklappenhöhen offenbart. Die Endklappen können eine oder mehrere Federn aufweisen. Jede Feder kann mit einer Feder gekoppelt sein, die mit einem Aktuator gekoppelt ist. Die Aktuatoren können mit einer Steuerung verbunden sein. Jede Feder kann mit einem Sensor verbunden sein, der ein LVDT, ein Drucksensor, ein Schallsensor oder ein Höhensensor ist. Der Sensor oder die Sensoren können auch mit der Steuerung verbunden sein. Der Bediener kann den gewünschten Anstellwinkel oder Endklappenhöhe oder -position eingeben. Aus dieser Information berechnet die Steuerung entweder die geeignete Endklappenposition, Federposition, Kolbenposition, Schlittenposition, Federposition oder Federdruckkraft und bestimmt daraufhin die angemessenen Einstellwerte für den vorderen und hinteren Zylinder oder den einzigen Zylinder für ein System, wie das, das in der 13 gezeigt ist. In der Weise einer geschlossenen Schleife überwacht das System den Zustand der Feder, Kolbenfeder oder Endklappensensor(en) und übermittelt diese Daten an die Steuerung und, wenn der gemessene Zustand außerhalb einer Toleranz oder außerhalb eines akzeptablen Einstellwertbereichs ist, aktiviert die Steuerung den Aktuator für diesen Zylinder zum Zweck des Streckens oder Stauchens der Feder, die zwischen dem Aktuator und der Feder gekoppelt ist. In dem offenbarten System und dem Verfahren ist das Überwachen und Einstellen der Federn, Federn, Kolben, Endklappe, usw. individuell oder unabhängig von anderen Elementen gemacht. Für Systeme mit zwei Zylindern an jeder Endklappe kann jedoch die Steuerung der Zylinder einer speziellen Endklappe koordiniert werden.
Das offenbarte System kann einfach in existierende Einbaubohlen eines Straßenfertigers nachgerüstet werden oder kann als Originalausrüstung an neuen Einbaubohlen für Straßenfertiger angeboten werden.

Claims

Höheneinstellungssystem (338) für eine Einbaubohle (414) eines Straßenfertigers, wobei das Höheneinstellungssystem (338) aufweist: eine mit einer ersten Feder (235) gekoppelte Endklappe (226), wobei die erste Feder (235) mit einem ersten Aktuator (240) gekoppelt ist und der erste Aktuator (240) mit einer Steuerung (244) verbunden ist, wobei die Steuerung (244) einen Speicher aufweist, wobei die erste Feder (235) zwischen einer zusammengedrückten Position und einer gestreckten Position mit einem dazwischen angeordneten ersten Einstellwertbereich beweglich ist, wobei der erste Einstellwertbereich im Speicher der Steuerung (244) gespeichert ist, einen ersten Sensor (342) zum Erfassen einer aktuellen Position der ersten Feder (235), wobei der erste Sensor (342) mit der Steuerung (244) verbunden ist, wobei die Steuerung (244) dazu programmiert ist, den ersten Aktuator (240) auszufahren und die erste Feder (235) zu strecken, wenn die erste Feder (235) über den ersten Einstellwertbereich hinaus zusammengedrückt ist, und wobei die Steuerung (244) dazu programmiert ist, den ersten Aktuator (240) einzufahren und die erste Feder (235) zusammenzudrücken, wenn die erste Feder (235) und die Endklappe (226) über den ersten Einstellwertbereich hinaus ausgefahren sind.
System (314) nach Anspruch 1, wobei der erste Einstellwertbereich einen ersten Einstellwert und eine erste Totzone aufweist, die sich von ungefähr +/–5% bis ungefähr +/–20% des ersten Einstellwerts erstreckt.
System (314) nach Anspruch 1, wobei die Steuerung (244) ferner dazu programmiert ist, das Strecken der ersten Feder (235) zu verzögern, wenn die erste Feder (235) über den ersten Einstellwertbereich hinaus zusammengedrückt ist, und wobei die Steuerung (244) ferner dazu programmiert ist, das Zusammendrücken der ersten Feder (235) zu verzögern, wenn die erste Feder (235) auf eine Position über den ersten Einstellwertbereich hinaus gestreckt ist.
System (314) nach Anspruch 1, wobei der erste Sensor (342) aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus einem linear variablen Differenzmesswandler (242), einem Drucksensor (342), einer Lastzelle (742) und einem Schallsensor (342a) besteht.
System (314) nach Anspruch 1, wobei der erste Aktuator (240) aus einer Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus: einem mit einem Gewindeschaft (233) gekoppelten elektrischen Motor, einer ersten Kombination aus einem hydraulischen Steuerungsventil und einem Hydraulikzylinder (371) und einer zweiten Kombination aus einem hydraulischen Steuerungsventil, einem Hydraulikspeicher und einem Hydraulikzylinder (371).
System (314) nach Anspruch 1, wobei die Endklappe (226) einen Schlitten (37) aufweist, wobei der Schlitten (37) ein vorderes Ende (326a) und ein hinteres Ende (575b) hat, wobei der Schlitten (37) mit der ersten Feder (235) und einer zweiten Feder (235) gekoppelt ist, die zwischen der ersten Feder (235) und dem hinteren Ende (575b) des Schlittens (37) gekoppelt ist, wobei die zweite Feder (235) mit einem zweiten Aktuator (240) gekoppelt ist und der zweite Aktuator (240) mit der Steuerung (244) verbunden ist, wobei die zweite Feder (235) zwischen einer zusammengedrückten Position und einer gestreckten Position mit einem dazwischen angeordneten zweiten Einstellwertbereich beweglich ist, wobei der zweite Einstellwertbereich im Speicher der Steuerung (244) gespeichert ist, einen zweiten Sensor (342) zum Erfassen einer aktuellen Position der zweiten Feder (235), wobei der zweite Sensor (342) mit der Steuerung (244) verbunden ist, wobei die Steuerung (244) dazu programmiert ist, zu bewirken, dass der zweite Aktuator (240) die zweite Feder (235) streckt, wenn die zweite Feder (235) und die Endklappe (226) über den zweiten Einstellwertbereich hinaus eingefahren sind, und wobei die Steuerung (244) dazu programmiert ist, den zweiten Aktuator (240) zu einzufahren, wenn die zweite Feder (235) und die Endklappe (226) über den zweiten Einstellwertbereich hinaus ausgefahren sind.
System (314) nach Anspruch 6, wobei der zweite Einstellwertbereich einen zweiten Einstellwert und eine zweite Totzone aufweist, die sich von ungefähr +/–5% bis ungefähr +/–20% des zweiten Einstellwerts erstreckt.
System (314) nach Anspruch 6, wobei die Steuerung (244) ferner dazu programmiert ist, das Strecken der zweiten Feder (235) zu verzögern, wenn die zweite Feder (235) und die Endklappe (226) über den zweiten Einstellwertbereich hinaus eingefahren sind, und wobei die Steuerung (244) ferner dazu programmiert ist, das Zusammendrücken der zweiten Feder (235) zu verzögern, wenn die zweite Feder (235) zu einer Position über den zweiten Einstellwertbereich hinaus gestreckt ist.
System (314) nach Anspruch 6, wobei der zweite Sensor (342) aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem linear variablen Differenzmesswandler (342), einem Drucksensor (342), einer Lastzelle (742) und einem Schallsensor (342a) besteht.
Verfahren zum Betreiben einer Straßenfertigungsvorrichtung (10), wobei die Straßenfertigungsvorrichtung (10) eine rechte Endklappe (227) und eine linke Endklappe (226) aufweist, wobei die rechte Endklappe (227) mit einer rechten Feder (235) gekoppelt ist, wobei die linke Endklappe (226) mit einer linken Feder (235) gekoppelt ist, wobei die rechte Feder (235) mit einem rechten Sensor (342) verbunden ist und die rechte Feder (235) mit einem rechten Aktuator (240) gekoppelt ist, wobei die linke Feder (235) mit einem linken Sensor (342) verbunden ist und die linke Feder (235) mit einem linken Aktuator (240) gekoppelt ist, wobei der rechte und der linke Aktuator (240) und der rechte und der linke Sensor (342) mit einer Steuerung (244) verbunden sind, wobei das Verfahren aufweist: Bestimmen eines rechten Einstellwertbereichs für die rechte Feder (235) und Bestimmen eines linken Einstellwertbereichs für die linke Feder (235), Empfangen eins Signals vom rechten Sensor (342) und Bestimmen, ob die rechte Feder (235) über den rechten Einstellwertbereich hinaus zusammengedrückt oder gestreckt ist, und Empfangen eines Signals vom linken Sensor (342) und Bestimmen, ob die linke Feder (235) über den linken Einstellwertbereich hinaus zusammengedrückt oder gestreckt ist, wenn die rechte Feder (235) über den rechten Einstellwertbereich hinaus zusammengedrückt ist, Aktivieren des rechten Aktuators (240) und Strecken der rechten Feder (235) zum Einstellen der rechten Feder (235) zu einer Position innerhalb des rechten Einstellwertbereichs, wenn die linke Feder (235) über den linken Einstellwertbereich hinaus zusammengedrückt ist, Aktivieren des linken Aktuators (240) und Strecken der linken Feder (235) zum Einstellen der linken Feder (235) zu einer Position innerhalb des linken Einstellwertbereichs, wenn die rechte Feder (235) über den rechten Einstellwertbereich hinaus gestreckt ist, Aktivieren des rechten Aktuators (240) und Zusammendrücken der rechten Feder (235) zum Einstellen der rechten Feder (235) zu einer Position innerhalb des rechten Einstellwertbereich, und wenn die linke Feder (235) über den linken Einstellwertbereich hinaus gestreckt ist, Aktivieren des linken Aktuators (240) und Zusammendrücken der linken Feder (235) zum Einstellen der linken Feder (235) zu einer Position innerhalb des linken Einstellwertbereichs.