EP0493664B1 - Verfahren zum Einbau von Schichten eines Strassenbaumaterials durch einen mit einem Verdichtungsaggregat versehenen Strassenfertiger - Google Patents

Verfahren zum Einbau von Schichten eines Strassenbaumaterials durch einen mit einem Verdichtungsaggregat versehenen Strassenfertiger Download PDF

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EP0493664B1
EP0493664B1 EP91119168A EP91119168A EP0493664B1 EP 0493664 B1 EP0493664 B1 EP 0493664B1 EP 91119168 A EP91119168 A EP 91119168A EP 91119168 A EP91119168 A EP 91119168A EP 0493664 B1 EP0493664 B1 EP 0493664B1
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    • E01C19/40—Power-driven rammers or tampers, e.g. air-hammer impacted shoes for ramming stone-sett paving; Hand-actuated ramming or tamping machines, e.g. tampers with manually hoisted dropping weight adapted to impart a smooth finish to the paving, e.g. tamping or vibrating finishers
    • E01C19/407—Power-driven rammers or tampers, e.g. air-hammer impacted shoes for ramming stone-sett paving; Hand-actuated ramming or tamping machines, e.g. tampers with manually hoisted dropping weight adapted to impart a smooth finish to the paving, e.g. tamping or vibrating finishers with elements or parts partly or fully immersed in or penetrating into the material to act thereon, e.g. immersed vibrators or vibrating parts, kneading tampers, spaders
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    • E01C19/4833—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 with tamping or vibrating means for consolidating or finishing, e.g. immersed vibrators, with or without non-vibratory or non-percussive pressing or smoothing means
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    • E01C2301/00—Machine characteristics, parts or accessories not otherwise provided for
    • E01C2301/20—Screed or paver accessories for paving joint or edge treatment

Definitions

  • the invention relates to a method for the installation of layers of road construction material by a mobile road paver provided with a compaction unit of the type explained in the preamble of claim 1.
  • the invention further relates to a road paver suitable for this purpose of the type explained in the preamble of claim 5.
  • DE-A-31 14 049 discloses a road paver which works with a ramming driven compacting unit for compacting the bituminous mix presented to its screed.
  • the tamper or the tamper bar of the known paver is moved in the vertical direction by an eccentric shaft.
  • the eccentric shaft is driven, preferably by a hydrostatic drive, at a predetermined speed, the speed determining the frequency of the vertical movements and the eccentricity determining the tamper stroke.
  • the speed of the eccentric shaft and thus the working frequency of the tamper is set so that it delivers the desired compaction results at the normal paving speed, ie the average driving speed, of the paver according to the road construction material used and the desired layer thickness. So far, however, there has always been the problem that, especially when starting up the road paver, bumps or dents are formed.
  • the invention is therefore based on the object of demonstrating a method for the installation of layers of a road building material by a mobile road paver provided with a compaction unit and a road paver suitable for this purpose, with which irregularities in the layer to be built in when starting are avoided.
  • the measure according to claim 2 improves control.
  • the compressor frequency can be coupled with the installation speed in a precisely adapted manner, depending on the requirements of the layer to be installed.
  • the actual installation speed can be determined by the sensor according to the invention and used to regulate the compressor frequency.
  • the paving speed is expediently ascertained according to claim 5 by determining the driving speed of the road paver on the traction drive.
  • the measure according to claim 6 increases the security of the control.
  • setpoints can be specified for the layer to be installed, so that the frequency of the tamper drive can be kept in a precisely adapted ratio to the installation speed in accordance with the different requirements of different layers.
  • the invention can be used according to claim 8 for both bicycle and ramp vehicles.
  • FIG. 1 shows a road paver 1 which is driven on wheels 2 (or a ramp undercarriage) in the direction of arrow F on a surface 3.
  • the paver 1 is dragging a screed 4, which is articulated on its frame via bars 5 and lifting cylinders 6.
  • a screw conveyor 7 running transversely to the direction of travel F, through which the screed 4 is presented with road building material 8, in the present case bituminous mix for producing a road surface layer 9.
  • a scraper plate 10 is provided on the front side of the screed 4 in the direction of travel F, through which the mix 8 is distributed.
  • a vertically movable tamper bar or tamper 11 Behind the scraper plate 10 is a vertically movable tamper bar or tamper 11, which is guided in its vertical movement on a first compaction screed 12 located behind it.
  • the first compacting screed 12 is followed by a second compacting screed 13, a further compacting strip being able to be arranged between the two compacting screeds 12, 13.
  • the two compaction screeds 12, 13 are each provided on their underside with a smoothing plate 12a or 13a, which smooth the surface of the layer 9 processed by the tamper or the compaction strip 14.
  • the tamper 11 has a front oblique pressure surface 15 and is guided in bearings 16 on the front of the first compaction screed 12.
  • the tamper 11 In order to move the tamper 11 up and down, it is in working connection via connecting rod-like drive members 17 with a shaft 18 of an eccentric drive, which is mounted in stationary bearings 19 and can be set in motion by a hydrostatic drive 20 shown in FIG.
  • the hydrostatic drive 20 contains in the usual way a pump 21, a hydraulic valve 22 as a switch for the tamper and a motor 23.
  • the drive shaft 18 of the eccentric drive for the tamper 11 is connected to the motor 23.
  • a control circuit is provided with a controller 24, which is connected to a start / stop switch 25 (driving main switch).
  • the controller 24 receives signals from an actual value transmitter 26, which determines the actual speed of the drive shaft 18 and, if appropriate, the stroke of the tamper 11.
  • the actual indicator 26 is preferably a contactless displacement sensor for determining the speed and the amplitude.
  • the controller 24 contains further signals from an actual value transmitter 27, which is connected to a drive gear 28 on the drive shaft of the wheels 2 and determines the actual driving speed of the road paver 1.
  • the range of the tamper speed which can be seen from the table, is specified on a setpoint generator 29 depending on the thickness, type of layer and the required compression.
  • the controller 24 is also given an empirically determined setpoint curve for the optimally effective tamper speed depending on the driving speed of the paver.
  • the controller 24 determines the optimal speed of the tamper drive for the determined driving speed, compares the determined optimal speed with the actual value of the speed determined by the actual value transmitter 26 and actuates an electrically adjustable current controller if the determined actual speed value deviates from the optimal target value 30, by which the tamper speed on the tamper motor 23 is adjusted so far that the actual value of the tamper speed corresponds to the predetermined target value.
  • FIG. 4 shows a preferred setpoint curve with an exactly proportional increase in the tamper speed (dash-dotted line) with the installation driving speed (solid line).
  • the setpoint generator 29 specifies 100 percent of the tamper speed at 100 percent of the installation driving speed. The course of the tamper speed until the full (100 percent) driving speed is reached is then regulated according to this setpoint curve.
  • the installation speed can be determined via parameters other than the driving speed or the driving speed at a location other than on the transmission.
  • the method according to the invention can also be used for other road pavers with other compaction units and for other eccentric drives.
  • the setpoint curve of the tamper speed does not necessarily have to coincide with the course of the increase in the installation driving speed; it can rather be changed by changing the parameters A different setpoint curve may be necessary.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Einbau von Schichten eines Straßenbaumaterials durch einen fahrbaren, mit einem Verdichtungsaggregat versehenen Straßenfertiger der im Oberbegriff von Anspruch 1 erläuterten Art. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf einen dafür geeigneten Straßenfertiger der im Oberbegriff von Anspruch 5 erläuterten Art.
  • Ein Straßenfertiger, der mit einem stampfend angetriebenen Verdichtungsaggregat zum Verdichten des seiner Einbaubohle vorgelegten bituminösen Mischgutes arbeitet, ist der DE-A-31 14 049 bekannt. Der Tamper oder die Stampferleiste des bekannten Straßenfertigers wird durch eine Exzenterwelle in Vertikalrichtung bewegt. Die Exzenterwelle wird, bevorzugt durch einen hydrostatischen Antrieb, mit einer vorbestimmten Drehzahl angetrieben, wobei die Drehzahl die Frequenz der Vertikalbewegungen und die Exzentrizität den Tamperhub bestimmt. Die Drehzanl der Exzenterwelle und somit die Arbeitsfrequenz des Tampers ist so eingestellt, daß sie bei der normalen Einbaugeschwindigkeit d. h. der durchschnittlichen Fahrgeschwindigkeit, des Straßenfertigers entsprechend des verwendeten Straßenbaumaterials und der gewünschten Schichtstärke, die gewünschten Verdichtungsergebnisse liefert. Es ergibt sich jedoch bisher immer das Problem, daß insbesondere beim Anfahren des Straßenfertigers Anfahrbuckel bzw. -vertiefungen entstehen.
  • Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Einbau von Schichten eines Straßenhaumaterials durch einen fahrbaren, mit einem Verdichtungsaggregat versehenen Straßenfertiger und einen dafür geeigneten Straßenfertiger aufzuzeigen, mit dem Unregelmäßigkeiten in der einzubauenden Schicht beim Anfahren vermieden werden.
  • Die Aufgabe wird bei einem Verfahren durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Es konnte festgestellt werden, daß Unregelmäßigkeiten in der Einbauschicht beim Anfahren auf eine nicht mit der Einbaugeschwindigkeit abgestimmte Frequenz des Antriebes des Verdichtungsaggregates zurückzuführen sind. Durch die erfindungsgemäße Kopplung der Verdichtungsfrequenz an die tatsächliche Einbaugeschwindigkeit wird dieser Nachteil behoben. Darüberhinaus werden auch Unregelmäßigkeiten in der einzubauenden Schicht bei Schwankungen der Einbaugeschwindigkeit während des Einbaus oder beim Anhalten des Fertigers vermieden.
  • Die Maßnahme nach Anspruch 2 verbessert die Steuerung.
  • Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 3 kann die Verdichterfrequenz je nach den Erfordernissen der einzubauenden Schicht auf genau angepaßte Weise mit der Einbaugeschwindigkeit gekoppelt werden.
  • Die Aufgabe wird bei einem Straßenfertiger durch die in Anspruch 4 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Durch den erfindungsgemäßen Sensor kann die tatsächliche Einbaugeschwindigkeit festgestellt und zum Regeln der Verdichterfrequenz verwendet werden.
  • Zweckmäßigerweise wird die Einbaugeschwindigkeit gemäß Anspruch 5 über die Bestimmung der Fahrgeschwindigkeit des Straßenfertigers am Fahrantrieb festgestellt.
  • Die Maßnahme nach Anspruch 6 erhöht die Sicherheit der Steuerung.
  • Durch den in Anspruch 7 beschriebenen Regelkreis können Sollwerte für die einzubauende Schicht vorgegeben werden, so daß die Frequenz des Tamperantriebs entsprechend den unterschiedlichen Erfordernissen verschiedender Schichten im genau angepaßten Verhältnis zur Einbaugeschwindigkeit gehalten werden kann.
  • Die Erfindung kann gemäß Anspruch 8 sowohl für Rad- als auch für Rampenfahrzeuge verwendet werden.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1 die Seitenansicht eines Straßenfertigers in schematischer Darstellung,
    • Figur 2 die schematische Darstellung eines Tamperantriebs,
    • Figur 3 einen schematischen Schaltplan der Steuerung des Tamperantriebs, und
    • Figur 4 eine bevorzugte Sollwertkurve
  • Aus Figur 1 ist ein Straßenfertiger 1 ersichtlich, der über Räder 2 (oder ein Rampenfahrwerk) in Richtung des Pfeiles F auf einem Untergrund 3 fahrbar angetrieben ist. Der Straßenfertiger 1 schleppt eine Einbaubohle 4 nach, die über Holme 5 und Hubzylinder 6 an seinem Rahmen angelenkt ist. Zwischen der Einbohle 4 und dem Rahmen des Straßenfertigers 1 befindet sich eine quer zur Fahrrichtung F verlaufende Förderschnecke 7, durch die der Einbaubohle 4 Straßenbaumaterial 8, im vorliegenden Falle bituminöses Mischgut zum Herstellen einer Straßendeckenschicht 9, vorgelegt wird. An der in Fahrrichtung F vorderen Seite der Einbaubohle 4 ist ein Abstreifblech 10 vorgesehen, durch das das Mischgut 8 verteilt wird. Hinter dem Abstreifblech 10 befindet sich eine vertikal bewegbare Stampferleiste oder ein Tamper 11, der in seiner Vertikalbewegung an einer dahinterliegenden ersten Verdichtungsbohle 12 geführt wird. Der ersten Verdichtungsbohle 12 folgt eine zweite Verdichtungsbohle 13, wobei zwischen beiden Verdichtungsbohlen 12, 13 eine weitere Verdichtungsleiste angeordnet sein kann. Die beiden Verdichtungsbohlen 12, 13 sind jeweils an ihrer Unterseite mit einem Glättblech 12a bzw. 13a versehen, die die vom Tamper bzw. der Verdichtungsleiste 14 bearbeitete Oberfläche der Schicht 9 glätten.
  • Wie Figur 2 zeigt, weist der Tamper 11 eine vordere schräge Druckfläche 15 auf und ist in Lagern 16 an der Vorderseite der ersten Verdichtungsbohle 12 geführt. Um den Tamper 11 auf und ab zu bewegen, steht dieser über pleuelartige Antriebsglieder 17 mit einer Welle 18 eines Exzenterantriebes in Arbeitsverbindung, die in stationären Lagern 19 gelagert ist und durch einen in Figur 3 dargestellten, hydrostatischen Antrieb 20 in Bewegung setzbar ist.
  • Wie Figur 3 zeigt, enthält der hydrostatische Antrieb 20 in üblicher Weise eine Pumpe 21, ein Hydraulikventil 22 als Schalter für den Tamper und einen Motor 23. Mit dem Motor 23 ist die Antriebswelle 18 des Exzenterantriebes für den Tamper 11 verbunden.
  • Zum Regeln der Drehzahl der Antriebswelle 18 des Exzenterantriebes ist ein Regelkreis mit einem Regler 24 vorgesehen, der mit einem Start/Stop-Schalter 25 (Fahrhauptschalter) verbunden ist. Der Regler 24 erhält Signale von einem Istwertgeber 26, der die tatsächliche Drehzahl der Antriebswelle 18 und gegebenenfalls den Hub des Tampers 11 feststellt. Der Istwergeber 26 ist bevorzugt ein kontaktloser Wegsensor zum Feststellen der Drehzahl und der Amplitude. Der Regler 24 enthält weitere Signale von einem Istwertgeber 27, der mit einem Fahrgetriebe 28 an der Antriebswelle der Räder 2 verbunden ist und die tatsächliche Fahrgeschwindigkeit des Straßenfertigers 1 feststellt. An einem Sollwertgeber 29 wird der aus der Tabelle ersichtliche Bereich der Tamperdrehzahl je nach Einbaustärke, Schichtart und erforderliche Verdichtung vorgegeben.
    Figure imgb0001
  • Dem Regler 24 wird weiterhin eine empirisch ermittelte Sollwertkurve für die optimal wirksame Tamperdrehzahl in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit des Fertigers vorgegeben. Auf der Basis dieser Vorgabe ermittelt der Regler 24 die optimale Drehzahl des Tamperantriebs für die festgestellte Fahrgeschwindigkeit, vergleicht die ermittelte, optimale Drehzahl mit dem vom Istwertgeber 26 ermittelten Istwert der Drehzahl und betätigt bei Abweichungen des ermittelten Drehzahl-Istwertes vom optimalen Sollwert einen elektrisch einstellbaren Stromregler 30, durch den die Tamperdrehzahl am Tampermotor 23 so weit verstellt wird, daß der Istwert der Tamperdrehzahl dem vorbestimmten Sollwert entspricht.
  • Figur 4 zeigt eine bevorzugte Sollwertkurve mit einem genau proportionalen Anstieg der Tamperdrehzahl (strichpunktierte Linie) mit der Einbaufahrgeschwindigkeit (durchgezogene Linie). Durch den Sollwertgeber 29 werden 100 Prozent der Tamperdrehzahl bei 100 Prozent der Einbaufahrgeschwindigkeit vorgegeben. Der Verlauf der Tamperdrehzahl bis zum Erreichen der vollen (100 Prozent) Fahrgeschwindigkeit wird dann nach dieser Sollwertkurve geregelt.
  • In Abwandlung des beschriebenen und gezeichneten Ausführungsbeispiels kann die Einbaugeschwindigkeit über andere Parameter als die Fahrgeschwindigkeit oder die Fahrgeschwindigkeit an anderer Stelle als am Getriebe festgestellt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist weiterhin auch für andere Straßenfertiger mit anderen Verdichtungsaggregaten und für andere Exzenterantriebe einsetzbar. Die Sollwertkurve der Tamperdrehzahl muß nicht unbedingt mit dem Verlauf des Anstiegs der Einbaufahrgeschwindigkeit zusammenfallen; es kann vielmehr durch veränderte Parameter der Einbauschicht oder dergleichen eine abweichende Sollwertkurve notwendig werden.

Claims (8)

  1. Verfahren zum Einbau von Schichten eines Straßenbaumaterials durch einen fahrbaren, mit einem Verdichtungsaggregat versehenen Straßenfertiger, wobei die Frequenz des Antriebs des Verdichtungsaggregates in Abhängigkeit von einer vorbestimmten Einbaufahrgeschwindigkeit und vorbestimmten Parametern der einzubauenden Schicht eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die tatsächliche Einbaufahrgeschwindigkeit festgestellt und die Frequenz des Antriebes des Verdichtungsaggregates bei Abweichungen der tatsächlichen Einbaufahrgeschwindigkeit von der vorbestimmten Einbaufahrgeschwindigkeit nach einer durch den zeitlichen Verlauf der vorbestimmten Einbaufahrgeschwindigkeit zwischen O Prozent und 100 Prozens vorgegebenen Sollwertkurve selbsttätig verändert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die tatsächliche Frequenz des Verdichterantriebs festgestellt und mit einem für die festgestellte, tatsächliche Einbaufahrgeschwindigkeit festgelegten Sollwert verglichen wird.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß vorgegebene Sollwerte für die Parameter der einzubauenden Schicht selbsttätig bei einer Veränderung der Antriebsfrequenz des Verdichtungsaggregats berücksichtigt werden.
  4. Straßenfertiger zum Einbau von Schichten aus Straßenbaumaterial, mit einem Fahrantrieb und einem mit einer vorbestimmten Frequenz antreibbaren Verdichtungsaggregat, insbesondere einem Tamper, wobei die Frequenz entsprechend einer vorbestimmten Einbaugeschwindigkeit und Parametern der einzubauenden Schicht eingestellt ist, gekennzeichnet durch einen Sensor (27) zum Feststellen der tatsächlichen Einbaugeschwindigkeit und zum selbsttätigen Verändern der Frequenz des Verdichterantriebs (18, 20) entsprechend der tatsächlichen Einbaugeschwindigkeit nach einer vorgegebenen Sollwertkurve.
  5. Straßenfertiger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (27) ein mit dem Getriebe (28) des Fahrantriebs verbundender Istwertgeber zum Feststellen der Fahrgeschwindigkeit ist.
  6. Straßenfertiger nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Verdichterantrieb (18, 20) ein Istwertgeber (26) zum Feststellen der tatsächlichen Tamperfrequenz angeordnet ist.
  7. Straßenfertiger nach einem der Ansprüche 4 bis 6, gekennzeichnet durch einen Regler (24) zum Verarbeiten der Signale des Sensors (27) und eines Sollwertgebers (29) für die Parameter der einzubauenden Schicht (9), wobei der Regler (24) mit einer Steuereinrichtung (30) des Verdichterantriebs (20) verbunden ist.
  8. Straßenfertiger nach einem der Ansprüche 4 bis 7, gekennzeichnet durch ein Rad- oder ein Raupenfahrwerk.
EP91119168A 1990-12-14 1991-11-11 Verfahren zum Einbau von Schichten eines Strassenbaumaterials durch einen mit einem Verdichtungsaggregat versehenen Strassenfertiger Expired - Lifetime EP0493664B1 (de)

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