EP0388819A1 - Strassenfertiger - Google Patents
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- EP0388819A1 EP0388819A1 EP90105040A EP90105040A EP0388819A1 EP 0388819 A1 EP0388819 A1 EP 0388819A1 EP 90105040 A EP90105040 A EP 90105040A EP 90105040 A EP90105040 A EP 90105040A EP 0388819 A1 EP0388819 A1 EP 0388819A1
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
- E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
- E01C19/00—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving
- E01C19/004—Devices for guiding or controlling the machines along a predetermined path
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- E01C19/48—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving for laying-down the materials and consolidating them, or finishing the surface, e.g. slip forms therefor, forming kerbs or gutters in a continuous operation in situ
Definitions
- the invention relates to a road paver with a screed, which is provided with actuators for adjusting the height and incline of the screed and sensors therefor, the output signals of the sensors serving as actual values for the actuators according to predeterminable setpoints controlling controllers.
- control devices consist of height and inclination controls, which each activate the actuating cylinder on the left and right paver side via solenoid valves in the event of a deviation from the desired height or the desired bank angle, so that a corresponding correction adjustment on the towing arms via which the screed is articulated in height on the chassis of the paver is done.
- reference wires are usually arranged along the installation section, on which a sensor for the actual value determination for the height controller, whose setpoint is manually adjusted via a spindle, is guided along one or both sides of the paver.
- the Clamping the reference wires is very complex and leads to the fact that the smallest possible number of support points is used.
- the reference wire inevitably experiences a sag under its own weight and the weight of the height sensor and also when the temperature rises, which causes corresponding unevenness.
- the object of the invention is to provide a paver of the type mentioned at the outset, which makes it possible to automatically maintain bank values, for example in transition sections, according to a predetermined profile plan.
- a displacement measuring device is provided, the output signals of which can be fed to an on-board computer, the on-board computer along with a data memory for storing the length of a transition section and the difference in cross slope that is to be maintained between the start and end point of the transition section the installation path is provided and the setpoints calculated and predeterminable for the inclination controller by the on-board computer can be changed continuously by the on-board computer depending on the start and end point.
- an on-board computer enters the length of the transition section and the difference in the cross slope that is to be maintained between the start and end point of the transition section.
- the on-board computer calculates the required cross slope for each point of the transition section and gives the calculated value as a target value to a corresponding inclination controller, so that there is a uniform and continuous change in inclination and thus a corresponding improvement in the quality of the installed road.
- the existing base to be built over is expediently used as a reference for the installation height. Any unevenness in the base is determined in advance by leveling at defined measuring points (stations) along the road to be manufactured and entered into the on-board computer as station-related height corrections.
- station-related height corrections When installing the layer, the respective height of the base and the station are determined in particular by a measuring wheel which is arranged on the probe arm of a height controller.
- the height correction values are determined on a pa along the longitudinal axis of the road parallel line on which the measuring wheel runs during installation.
- the corresponding height correction is carried out for each station by means of actuators acting on the screed, the height correction being changed continuously between one station from one entered value to another depending on the distance the paver has traveled. In this way, the existing unevenness of the underlay is compensated and a practically flat layer is installed.
- At least one measuring wheel is used simultaneously as a height sensor, the use of reference wires or the like can be dispensed with.
- the on-board computer can be used to determine, prepare and save data that is important for the use of the road paver in the manufacture of road pavements and to make it available at every point on the paving route. This includes the quantity of mix actually installed since the start of paving or its deviation from a target quantity, the current and average speed of advance and the resulting efficiency of paving.
- the road paver 1 shown schematically in FIGS. 1 and 2 comprises a screed 2 which is articulated in a higher adjustable manner by means of draw arms 3 on the chassis 5 of the road paver 1, for example provided with a crawler track 4.
- Paving material which is picked up by a material bucket 6 at the front end of the chassis 5, is fed to the screed 2, which is located at the rear of the chassis 5, and distributed over the width of the screed 2 by means of a spreading screw 7, which compresses the paving material with built-in predetermined layer thickness.
- Actuators 8 in the form of actuating cylinders with pistons which can be acted upon on both sides and corresponding directional valves 9 for adjusting the piston and thus the height of the screed 2 with height regulators 10 serve to adjust the height of the screed 2 on one or both sides thereof.
- An inclinometer on the screed 2 the actual values for the cross slope of the screed 2 for provides a tilt controller 11 is integrated in the latter.
- the inclination controller 11 regulates the transverse inclination of the screed 2 in accordance with a predefined setpoint via one of the actuators 8, the other being used for height regulation.
- one or two measuring wheels 12 are provided for measuring the distance covered by the road paver 1, which run on the base for the layer to be installed with respect to the screed 2 adjacent to the respective outer edge thereof, preferably arranged symmetrically to the longitudinal axis of the road paver 1 and in the illustrated embodiment via a pivotable arm 13 with an integrated in the height controller 10 transducer for the distance covered by the measuring wheel 12 as well as for the angle of the arm 13 to a reference plane for obtaining a height measurement. While the height measurement and the inclination measurement usually lead to an analog signal, the distance measurement usually results in a digital signal.
- the road paver 1 has an on-board computer 14 with an input keyboard 15, which at the same time has a display field, a microprocessor 16, a data memory 17, a ROM memory 18 for the operating system, an analog input and - Output stage 19 and a digital input and output stage 20.
- the signals representing the actual values of the height and inclination measurement are fed to the microprocessor 16, as are the signals representing the actual value of the displacement measurement.
- Setpoints for the height correction or the layer thickness of the layer to be installed are stored in the data memory 17 in relation to the station. These setpoints were determined in advance on the installation section.
- the microprocessor 16 outputs for the stations, i.e. depending on the distance measurement, the setpoints stored in the data memory 17 before the height controllers 10, so that corresponding height corrections are made in accordance with the unevenness of the base. Between the given stations, which do not have to be equidistant, the microprocessor 16 continuously changes the setpoint for the installation height from one stored value to another, depending on the distance covered, preferably in a linear manner.
- the set point of the cross slope is continuously measured over the length of the microprocessor 16 Gang distance between the start and end point changed in linear dependence on the length and fed to the inclination controller 11.
- two measuring wheels 12 are provided at a distance from the central longitudinal axis of the paver 1, both of which are connected via arms 13 to corresponding transducers, so that two height measurements are carried out transversely to the direction of travel of the paver and at a distance from one another.
- the inclinometer and the inclination controller 11 can be dispensed with if the target values for the height correction or layer thickness are input to the on-board computer 14 in relation to the page.
- a measuring wheel 12 which can be arranged off-center, can make do with distance measurement, but the height sensors are required for the actuators 8.
- the measuring wheels 12 can be connected to the extendable parts of the screed 2, so that they are each located in the edge region of the pave.
- an alarm circuit 21 can be provided for the acoustic and / or visual indication that predetermined setpoints cannot be reached.
- the actuators 8 are also expediently operable manually, so that the paver can still work if the on-board computer 14 fails.
- Corresponding markings along the installation path can also be used as sensors.
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Straßenfertiger mit einer Einbaubohle (2), die mit Stellgliedern (8) für die Höhen- und Neigungseinstellung der Einbaubohle (2) sowie Meßfühlern hierfür versehen ist, wobei die Ausgangssignale der Meßfühler als Istwerte für die Stellglieder (8) entsprechend vorgebbaren Sollwerten steuernde Regler (10, 11) dienen. Um Querneigungswerte nach einem vorgegebenen Profilplan automatisch einhalten zu können, ist vorgesehen, daß eine Wegmeßeinrichtung (12) vorgesehen ist, deren Ausgangssignale einem Bordrechner (14) zuführbar sind, wobei der Bordrechner (14) mit einem Datenspeicher (17) zum Speichern der Länge einer Übergangsstrecke und des Differenzwertes der Querneigung, der zwischen Anfangs- und Endpunkt der Übergangsstrecke eingehalten werden soll, entlang des Einbauweges versehen ist und die dem Neigungsregler (11). vom Bordrechner (14) berechneten und vorgebbaren Sollwerte wegabhängig vom Anfangs- zum Endpunkt kontinuierlich durch den Bordrechner (14) änderbar sind.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Straßenfertiger mit einer Einbaubohle, die mit Stellgliedern für die Höhen- und Neigungseinstellung der Einbaubohle sowie Meßfühlern hierfür versehen ist, wobei die Ausgangssignale der Meßfühler als Istwerte für die Stellglieder entsprechend vorgebbaren Sollwerten steuernde Regler dienen.
- Bei Straßenfertigern dieser Art ist es bekannt, daß die Einbauhöhen bzw. Querneigungen der einzubauenden Schicht mit Hilfe von Regeleinrichtungen überwacht und gegebenenfalls korrigiert werden können. Die Regeleinrichtungen bestehen aus Höhen- und Neigungsreglern, die jeweils bei Abweichung von der Sollhöhe bzw. der gewünschten Querneigung Stellzylinder an der linken und rechten Fertigerseite über Elektromagnetventile aktivieren, so daß eine entsprechende Korrekturverstellung an Zugarmen, über die die Einbaubohle höhenverstellbar am Fahrwerk des Fertigers angelenkt ist, erfolgt.
- Es werden zwei Aufbauanordnungen verwendet, und zwar
- a. Regelung des Stellzylinders auf der einen Fertigerseite durch einen Höhenregler und des Stellzylinders auf der anderen Seite durch einen Neigungsregler;
- b. Regelung der Stellzylinder auf beiden Fertigerseiten durch Höhenregler.
- Als Referenz für die Einbauhöhe werden entlang der Einbaustrecke gewöhnlich Referenzdrähte angeordnet, auf denen ein- oder beidseitig des Fertigers ein Fühler für die Istwertfeststellung für den Höhenregler, dessen Sollwert über eine Spindel manuell eingestellt wird, entlanggeführt werden. Das Aufspannen der Referenzdrähte ist sehr aufwendig und führt dazu, daß mit einer möglichst kleinen Anzahl von Unterstützungspunkten gearbeitet wird. Dadurch erfährt der Referenzdraht zwangsläufig unter Eigengewicht und dem Gewicht des Höhenfühlers und ferner bei Temperaturerhöhung einen Durchhang, wodurch entsprechende Unebenheiten hervorgerufen werden.
- Bei Verwendung des Neigungsreglers besteht die Problematik, daß Veränderungen der Straßenquerneigung, wie sie insbesondere in den Übergangsstrecken vor und nach Kurven notwendig sind, manuell eingestellt werden müssen. Die Genauigkeit der Einstellung ist somit von der Sorgfalt und der Sachkenntnis des Bedienungsmannes abhängig.
- Aufgabe der Erfindung ist es, einen Straßenfertiger der eingangs genannten Art zu schaffen, der es ermöglicht, Querneigungswerte etwa in Übergangsabschnitten nach einem vorgegebenen Profilplan automatisch einzuhalten.
- Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine Wegmeßeinrichtung vorgesehen ist, deren Ausgangssignale einem Bordrechner zuführbar sind, wobei der Bordrechner mit einem Datenspeicher zum Speichern der Länge einer Übergangsstrecke und des Differenzwertes der Querneigung, der zwischen Anfangs- und Endpunkt der Übergangsstrecke eingehalten werden soll, entlang des Einbauwegs versehen ist und die dem Neigungsregler vom Bordrechner berechneten und vorgebbaren Sollwerte wegabhängig vom Anfangs- zum Endpunkt kontinuierlich durch den Bordrechner änderbar sind.
- In Übergangsstrecken insbesondere vor und nach Kurven, wo sich die Querneigung ändert, wird einem Bordrechner die Länge der Übergangsstrecke und der Differenzwert der Querneigung, der zwischen Anfangs- und Endpunkt der Übergangsstrecke eingehalten werden soll, eingegeben. Der Bordrechner berechnet für jeden Punkt der Übergangsstrecke die erforderliche Querneigung und gibt den berechneten Wert als Sollwert an einen entsprechenden Neigungsregler, so daß sich eine gleichmäßige und kontinuierliche Neigungsänderung und damit eine entsprechende Qualitätsverbesserung der eingebauten Straße ergibt.
- Zweckmäßigerweise wird die vorhandene, zu überbauende Unterlage als Referenz für die Einbauhöhe benutzt. Vorhandene Unebenheiten in der Unterlage werden durch Nivellement an festgelegten Meßpunkten (Stationen) entlang der zu fertigenden Straße vorab ermittelt und als stationsbezogene Höhenkorrekturen dem Bordrechner eingegeben. Beim Einbau der Schicht wird insbesondere durch ein Meßrad, das am Tastarm eines Höhenreglers angeordnet ist, die jeweilige Höhenlage der Unterlage und die Station ermittelt. Die Ermittlung der Höhenkorrekturwerte erfolgt auf einer zur Straßenlängsachse pa rallelen Linie, auf der beim Einbau das Meßrad abläuft. Entsprechend den eingegebenen Daten wird für jede Station die entsprechende Höhenkorrektur über an der Einbaubohle angreifende Stellglieder vorgenommen, wobei zwischen den Stationen die Höhenkorrektur kontinuierlich von einem eingegebenen Wert zum anderen in Abhängigkeit vom zurückgelegten Weg des Straßenfertigers geändert wird. Auf diese Weise werden die vorhandenen Unebenheiten der Unterlage ausgeglichen und eine praktisch ebene Schicht eingebaut.
- Bei Verwendung wenigstens eines Meßrades gleichzeitig als Höhenfühler kann auf die Verwendung von Referenzdrähten oder dergleichen verzichtet werden.
- Gleichzeitig kann der bordrechner dazu verwendet werden, für den Einsatz des Straßenfertigers wichtige Daten bei der Herstellung von Straßenbefestigungen zu ermitteln, aufzubereiten, zu speichern und an jedem Punkt der Einbaustrecke bereitzustellen. Hierzu gehören die seit Einbaubeginn tatsächlich eingebaute Mischgutmenge bzw. deren Abweichen von einer Sollmenge, die aktuelle und durchschnittliche Vortriebsgeschwindigkeit und der sich daraus ergebende Wirkungsgrad des Einbaus.
- Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.
- Die Erfindung wird nachstehend anhand des in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
- Fig. 1 zeigt schematisch in Draufsicht einen Straßenfertiger.
- Fig. 2 den Straßenfertiger von Fig. 1 in Seitenansicht.
- Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild eines Bordrechners für den Straßenfertiger von Fig. 1 und 2.
- Der schematisch in Fig. 1 und 2 dargestellte Straßenfertiger 1 umfaßt eine Einbaubohle 2, die über Zugarme 3 an dem beispielsweise mit einem Raupenfahrwerk 4 versehenen Fahrgestell 5 des Straßenfertigers 1 höherverstellbar angelenkt ist. Einbaumaterial, das von einem Materialkübel 6 am vorderen Ende des Fahrgestells 5 aufgenommen wird, wird der Einbaubohle 2, die sich an der Rückseite des Fahrgestells 5 befindet, zugeführt und mittels einer Verteilerschnecke 7 über die Breite der Einbaubohle 2 verteilt, die das Einbaumaterial verdichtet mit vorbestimmter Schichtdicke einbaut.
- Stellglieder 8 in Form von Stellzylindern mit beidseitig beaufschlagbaren Kolben und entsprechenden Wegeventilen 9 zum Verstellen des Kolbens und damit der Höhe der Einbaubohle 2 mit Höhenreglern 10 dienen zur Höheneinstellung der Einbaubohle 2 an einer oder beiden Seite hiervon. Ein Neigungsmesser an der Einbaubohle 2, der Ist-Werte für die Querneigung der Einbaubohle 2 für einen Neigungsregler 11 liefert, ist in letzteren integriert. Der Neigungsregler 11 regelt die Querneigung der Einbaubohle 2 entsprechend einem vorgegebenen Sollwert über eines der Stellglieder 8, wobei das andere zur Höhenregelung dient.
- Ferner sind ein oder zwei Meßräder 12 zum Messen der vom Straßenfertiger 1 zurückgelegten Strecke vorgesehen, die auf der Unterlage für die einzubauende Schicht bezüglich der Einbaubohle 2 benachbart zum jeweiligen Außenrand hiervon vorlaufen, vorzugsweise symmetrisch zur Längsachse des Straßenfertigers 1 angeordnet und im dargestellten Ausführungsbeispiel über einen schwenkbaren Arm 13 mit einem im Höhenregler 10 integrierten Meßwertaufnehmer für die vom Meßrad 12 zurückgelegte Wegstrecke als auch für den Winkel des Arms 13 zu einer Referenzebene zum Erhalten einer Höhenmessung verbunden sind. Während die Höhenmessung ebenso wie die Neigungsmessung üblicherweise zu einem analogen Signal führt, ergibt die Wegmessung üblicherweise ein digitales Signal.
- Der Straßenfertiger 1 besitzt, wie in Fig. 3 dargestellt ist, einen Bordrechner 14 mit einer Eingabetastatur 15, die gleichzeitig ein Anzeigefeld aufweist, einem Mikroprozessor 16, einem Datenspeicher 17, einem ROM-Speicher 18 für das Betriebssystem, einer Analog-Ein- und -Ausgangsstufe 19 sowie einer Digital-Ein- und -Ausgangsstufe 20. Die die Ist-Werte der Höhen- und Neigungsmessung darstellenden Signale werden ebenso wie die den Ist-Wert der Wegmessung darstellenden Signale dem Mikroprozessor 16 zugeführt.
- In dem Datenspeicher 17 sind über die Eingabetastatur 15 eingegebene Sollwerte für die Höhenkorrektur oder die Schichtdicke der einzubauenden Schicht stationsbezogen abgespeichert. Diese Sollwerte wurden vorab an der Einbaustrecke ermittelt. Der Mikroprozessor 16 gibt für die Stationen, d.h. in entsprechender Abhängigkeit von der Wegmessung, die im Datenspeicher 17 gespeicherten Sollwerte den Höhenreglern 10 vor, so daß entsprechende Höhenkorrekturen entsprechend den Unebenheiten der Unterlage vorgenommen werden. Zwischen den vorgegebenen Stationen, die nicht äquidistant sein müssen, erfolgt durch den Mikroprozessor 16 kontinuierlich in Abhängigkeit vom zurückgelegten Weg eine vorzugsweise lineare Änderung des Sollwertes für die Einbauhöhe von einem abgespeicherten Wert zum anderen.
- Desgleichen wird über einen vorgegebenen, gespeicherten Differenzwert der Querneigung zwischen einem Anfangs- und einem Endpunkt der Sollwert der Querneigung über den Mikroprozessor 16 kontinuierlich auf der Länge der Über gangsstrecke zwischen Anfangs- und Endpunkt in linearer Abhängigkeit von der Länge geändert und dem Neigungsregler 11 zugeführt.
- Bei der dargestellten Ausführungsform sind zwei Meßräder 12 mit Abstand zur mittleren Längsachse des Straßenfertigers 1 vorgesehen, die beide über Arme 13 mit entsprechenden Meßwertaufnehmern verbunden sind, so daß zwei Höhenmessungen quer zur Fahrtrichtung des Straßenfertigers und mit Abstand zueinander vorgenommen werden.
- Auf den Neigungsmesser und den Neigungsregler 11 kann verzichtet werden, wenn die Sollwerte für die Höhenkorrektur bzw. Schichtdicke seitenbezogen dem Bordrechner 14 eingegeben werden.
- Bei geringen Einbaubreiten kann man auch mit einem Meßrad 12, daß außermittig angeordnet sein kann, zur Wegmessung auskommen, jedoch benötigt man für die Stellglieder 8 die Höhenmeßfühler.
- Bei ausfahrbaren Einbaubohlen 2 können die Meßräder 12 mit den ausfahrbaren Teilen der Einbaubohle 2 verbunden sein, so daß sie sich jeweils im Randbereich der Einbaustrecke befinden.
- Gegebenenfalls kann eine Alarmschaltung 21 zur akustischen und/oder optischen Anzeige, daß vorgegebene Sollwerte nicht erreicht werden können, vorgesehen sein.
- Die Stellglieder 8 sind zweckmäßigerweise auch manuell bedienbar, damit etwa bei Ausfall des Bordrechners 14 der Straßenfertiger trotzdem arbeiten kann.
- Als Wegmeßeinrichtung können auch entsprechende Markierungen längs der Einbaustrecke abtastende Fühler verwendet werden.
Claims (7)
1. Straßenfertiger mit einer Einbaubohle (2), die mit Stellgliedern (8) für die Höhen- und Neigungseinstellung der Einbaubohle (2) sowie Meßfühlern hierfür versehen ist, wobei die Ausgangssignale der Meßfühler als Istwerte für die Stellglieder (8) entsprechend vorgebbaren Sollwerten steuernde Regler (10, 11) denen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wegmeßeinrichtung (12) vorgesehen ist, deren Ausgangssignale einem Bordrechner (14) zuführbar sind, wobei der Bordrechner (14) mit einem Datenspeicher (17) zum Speichern der Länge einer Übergangsstrecke und des Differenzwertes der Querneigung, der zwischen Anfangs- und Endpunkt der Übergangsstrecke eingehalten werden soll, entlang des Einbauweges versehen ist und die dem Neigungsregler (11) vom Bordrechner (14) berechneten und vorgebbaren Sollwerte wegabhängig vom Anfangs- zum Endpunkt kontinuierlich durch den Bordrechner (14) änderbar sind.
2. Straßenfertiger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wegmeßeinrichtung (12) wenigstens ein innerhalb der Arbeitsbreite der Einbaubohle (2) mitlaufendes Meßrad umfaßt.
3. Straßenfertiger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßrad (12) gleichzeitig als Höhenmeßfühler (13) ausgebildet ist.
4. Straßenfertiger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenspeicher (16) zum stationsweisen Speichern von Sollwerten für die Höhenkorrektur oder die Schichtdicke entlang des Einbauweges eingerichtet ist und die den Reglern (10) vom Bordrechner (14) vorgebbaren Sollwerte wegabhängig von einem gespeicherten Sollwert zum nächsten kontinuierlich durch den Bordrechner (14) berechenbar sind.
5. Straßenfertiger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den Reglern (10, 11) zugeführten Sollwerte linear von einem gespeicherten Sollwert zum anderen änderbar sind.
6. Straßenfertiger nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das oder jedes Meßrad (12) bezüglich der Einbaubohle (2) vorläuft.
7. Straßenfertiger nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig der Längsachse des Straßenfertigers jeweils ein Meßrad (12) vorgesehen ist.
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