[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer selbstfahrenden Straßenfrase
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
[0002] Straßenfräsen dienen dazu, insbesondere den Straßenbelag schadhaft gewordener Straßen
abzufräsen. Auf eine so abgefräste Straße ist dann lediglich ein neuer Straßenbelag
aufzubringen, um eine erneuerte Straße fertig zu stellen. Dabei dient die abgefräste
Straße als Unterbau.
[0003] Straßenfräsen der hier angesprochenen Art sind üblicherweise selbstfahrend ausgebildet.
Die Straßenfräsen verfügen über ein lenkbares Raupen- oder Radfahrwerk. Von einem
Bedienstand aus wird die Straßenfräse vom Fahrer manuell entlang des zu entfernenden
Straßenbelags gelenkt. Dabei orientiert sich der Fahrer visuell am Straßenrand oder
an einer Fräskante eines bereits abgefrästen Straßenbelags. Hierbei ist es nachteilig,
dass der Fahrer einen Großteil seiner Aufmerksamkeit dem Lenken der Straßenfräse widmen
muss. Dadurch steht dem Fahrer weniger Zeit zur Überwachung des Fräsvorgangs und zur
Bedienung anderer den Fräsvorgang selbst betreffenden Einrichtungen zur Verfügung.
Des Weiteren hängt die Genauigkeit, mit der die Straßenfräse gelenkt wird, vom Geschick
und den Erfahrungen des Fahrers ab. Vor allem bei unerfahrenen Fahrern entstehen größere
Ungenauigkeiten, indem es beispielsweise zu einer unnötig großen Überlappung mit einem
benachbarten Frässtreifen kommt. Auch Beschädigungen, beispielsweise von Kantsteinen
oder dergleichen, sind bei unerfahrenen Fahrern denkbar.
[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb einer selbstfahrenden
Straßenfräse zu schaffen, das den Fahrer während des Fräsvorgangs entlastet.
[0005] Ein Verfahren zur Lösung dieser Aufgabe weist die Maßnahmen des Anspruchs 1 auf.
Durch die automatische Lenkung der Straßenfräse entlang des zu entfernenden Straßenbelags
wird die Genauigkeit des Fräsvorgangs erhöht. Darüber hinaus wird der Fahrer entlastet,
da die Lenkvorgänge während des Abfräsens des Straßenbelags automatisch stattfinden,
wobei sie im Regelfall kein manuelles Eingreifen erfordern.
[0006] Bevorzugt ist vorgesehen, die Lenkung der Straßenfräse von mindestens einer Steuerungseinrichtung
vornehmen zu lassen, die der Straßenfräse zugeordnet ist. Dadurch wird die Straßenfräse
derart entlang des zu entfernenden Straßenbelags gelenkt, dass eine Fräswalze der
Straßenfräse den vorzugsweise schadhaften Straßenbelag präzise von der Straße abfräsen
kann. Insbesondere werden so unnötig große Überlappungen der Frässtreifen und Beschädigungen
von Begrenzungen der abzufräsenden Straße vermieden.
[0007] Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens ist es vorgesehen, die Straßenfräse
in Abhängigkeit von mindestens einer Referenz automatisch zu lenken. Die mindestens
eine Referenz dient dabei als Bezugspunkt bzw. Bezugslinie, wonach die Straßenfräse
entlang des zu entfernenden Straßenbelags automatisch gelenkt wird. Eine einzige Referenz
ist ausreichend zur selbsttätigen Steuerung der Straßenfräse. Um die Genauigkeit der
automatischen Steuerung zu erhöhen, um Messfehler zu vermeiden und/oder Unterbrechungen
der Referenz zu überbrücken, werden bevorzugt mehrere Referenzen verwendet.
[0008] Während des Abfräsens des Straßenbelags wird die mindestens eine Referenz insbesondere
fortlaufend erfasst. Dadurch können bereits geringe Abweichungen von der optimalen
Frässtrecke entlang des zu entfernenden Straßenbelag sofort durch entgegengerichtete,
automatische Lenkbewegungen korrigiert werden.
[0009] Insbesondere werden für den Fall, dass mehrere Referenzen verwendbar sind, mehrere
oder alle dieser Referenzen gemeinsam erfasst. Hierdurch wird eine gemeinsame Auswertung
und/oder eine Korrektur von Messfehlem ermöglicht. Mehrere Referenzen können wahlweise
auch zu Gruppen von Referenzen zusammengefasst werden, die dann jeweils wie eine einzelne
Referenz zum Beispiel durch Mittelwertbildung oder anderweitige Verarbeitung zum automatischen
Steuern der Straßenfräse ausgewertet werden.
[0010] Bevorzugt wird wahlweise eine der Referenzen erfasst. Durch Auswahl einer besonders
geeigneten Referenz für einen bestimmten Abschnitt der Straße kann beispielsweise
die automatische Lenkung präzisiert werden. In einem anderen Abschnitt der Straße
kann bevorzugt eine andere Referenz ausgewählt und verwertet werden. Ein wahlweises
Erfassen einer Referenz kann auch in schneller Folge alternierend erfolgen, so dass
beispielsweise die abwechselnde Auswahl zweier oder mehrerer Referenzen zeitlich periodisch
aufeinander folgt. Eine solche alternierende Auswahl kann manuell oder auch automatisch
seitens der Steuerungseinrichtung vollzogen werden.
[0011] Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, die automatische
Lenkung der Straßenfräse unter Zuhilfenahme eines elektronischen Navigationssystems,
insbesondere einem elektronischen Navigationsrechner, durchzuführen. Das elektronische
Navigationssystem peilt mindestens eine Referenz, vorzugsweise mehrere Referenzen,
entlang der abzufräsenden Straße an. Bei den Referenzen kann es sich um entlang der
abzufräsenden Straße angeordnete Sender handeln. Das elektronische Navigationssystem
steuert dabei nach dem Prinzip eines Autopiloten die Straßenfräse automatisch derart,
dass sie nach und nach die einzelnen als Referenzen dienenden Sender entlang der Straße
abfährt. Denkbar ist es auch, ein satellitengestütztes Navigationssystem zu verwenden,
beispielsweise ein Global Positioning System (GPS). Dieses arbeitet satellitengestützt.
Dabei werden in das elektronische GPS-Navigaflonsgerät den Verlauf der abzufräsenden
Straße folgende Positionen als Referenzen eingegeben. Vom GPS-Navigationssystem wird
die Straßenfräse dann automatisch nach dem Prinzip eines Autopiloten so gesteuert,
dass sie nach und nach die in das elektronische Navigationsgerät eingegebenen Positionen,
die den Verlauf der abzufräsenden Straße entsprechen, abfährt. Durch die Eingabe von
Positionen in das GPS-Navigationssystem entfallen ortsfeste Sensoren am Rand der abzufräsenden
Straße. Denkbar ist es auch, dass das GPS-Navigationssystem sowohl mit abgespeicherten
Positionen als auch mit festen Referenzen, z.B. Sendern, in der Nähe der Straße arbeitet.
Ein solches nach dem Prinzip des Differenzial-GPS arbeitendes Navigationssystem stellt
sicher, dass die damit gesteuerte Straßenfräse mit höchster Genauigkeit die einzelnen
als Referenzen dienenden Positionen automatisch abfährt.
[0012] Insbesondere wird die Straßenfräse mit einem einstellbaren Abstand zu der mindestens
einen Referenz automatisch gelenkt. Der Abstand zu der mindestens einen Referenz kann
durch den Bediener vorgewählt und/oder im Betrieb eingestellt werden. Vorzugsweise
kann der Abstand zu der mindestens einen Referenz auch anhand von Mess- bzw. Referenzdaten
berechnet werden. Die Straßenfräse wird dann automatisch so gelenkt, dass der eingestellte
Abstand zu der Referenz gegebenenfalls zuzüglich einer einstellbaren Toleranz während
des Fräsens möglichst eingehalten wird. Bei einer Auswahl mehrerer Referenzen lassen
sich insbesondere Abstände für jede Referenz vorgeben, anhand derer die Straßenfräse
dann automatisch gelenkt wird. Zur Gewährleistung eines exakten Abfräsens des Straßenbelags
werden bevorzugt die Abstände der unterschiedlichen Referenzen miteinander verglichen
und beispielsweise durch Mittelwerte bzw. Korrekturwerte vorzugsweise ineinander umgerechnet.
Somit wird auch bei Ausfall einer oder mehrerer Referenzen ein störungsfreier Betrieb
der Straßenfräse gewährleistet. Die mindestens eine Referenz kann insbesondere als
linke oder rechte Begrenzung des abzufräsenden Straßenbelags dienen. Insbesondere
kann die mindestens eine Referenz beim Abfräsen entfernt werden, so dass sie im Bereich
hinter der Fräswalze der Straßenfräse nicht mehr als Referenz genutzt werden kann.
Sie wird dann vorzugsweise durch eine andere Referenz ersetzt. Die Referenz kann aber
alternativ auch außerhalb des abzufräsenden Bereichs des Straßenbelags angeordnet
sein, so dass sie durch den Fräsvorgang nicht beeinträchtigt wird.
[0013] Die mindestens eine Referenz wird insbesondere mechanisch und/oder berührungslos
erfasst. Im ersten Fall sorgt eine mechanische Verbindung' zu der Referenz für eine
direkte Erfassung der Referenz, und zwar durch Kontakt mit der Referenz. Alternativ
kann auch eine berührungslose Erfassung der Referenz erfolgen. Bei einer berührungslosen
Erfassung der Referenz entfällt jeglicher mechanischer Kontakt mit dieser, so dass
die damit verbundenen Nachteile, nämlich dass die mechanischen Erfassungselemente
zerstört, abgenutzt oder beschädigt werden können, vermieden werden.
[0014] Die mindestens eine Referenz wird vorzugsweise durch mindestens einen Messwertgeber,
insbesondere einen Sensor, ein mechanisches Tastorgan und/oder ein Bilderfassungsmittel,
erfasst. Als mechanisches Tastorgan kommt ein Gleitschuh, eine Rolle, ein Taststab
oder ähnliches in Frage, wobei das Tastorgan in mechanischem Kontakt mit der Referenz
steht. Somit wird eine direkte Erfassung der Referenz ermöglicht. Dem mechanischen
Tastorgan kann ein Schalter oder dergleichen zugeordnet sein, der ein Signal erzeugt,
wenn das Tastorgan den mechanischen Kontakt zur Referenz verliert. Die automatische
Steuerung der Straßenfräse kann dann unterbrochen werden, oder es kann eine Umschaltung
auf einen eine andere Referenz detektierenden Messwertgeber erfolgen. Als Sensor wird
beispielsweise ein Sensor für Signale wie optische bzw. akustische Wellen und ähnliches
verwendet. Die mindestens eine Referenz reflektiert dabei das Signal, das beispielsweise
eine Lichtwelle, eine Schallwelle, eine Ultraschallwelle oder ähnliches sein kann.
Das Signal kann aus der Umgebung der Referenz oder gezielt von einer an der Straßenfräse
oder auch in deren Umgebung angeordneten Signalquelle, wie beispielsweise einer Lampe,
einer Leuchtdiode, einem Laser, einem Tongenerator oder ähnlichem, ausgehen. Das reflektierte
Signal kann dann von dem entsprechenden Sensor, wie einem Ultraschallsensor, einem
lichtempfindlichen Sensor oder ähnlichem, an der Straßenfräse detektiert werden. Die
Detektion erfolgt dabei vorzugsweise gerichtet, so dass der Ursprung der. reflektierten
Welle zuortbar ist. Sofern es sich um ein von einer Signalquelle der Straßenfräse
ausgesandtes Signal handelt, kann dieses zusätzlich kodiert sein, um eine eindeutige
Zuordnung zu einem Sensor-Signalquelle-Paar zu ermöglichen. Es können ebensolche Signalquellen
auch in der Umgebung der Straßenfräse unabhängig von dieser angeordnet werden. Zur
Erfassung der Referenz kann insbesondere aber auch ein Bilderfassungsmittel verwendet
werden, wie beispielsweise eine Kamera. Das von der Kamera aufgenommene Bild der Referenz
bzw. der Umgebung der Referenz wird dann durch eine geeignete Bearbeitung der Bilddaten
zur Erfassung der Referenz umgewandelt. Somit können beispielsweise Farb- bzw. Helligkeitsunterschiede,
wie sie eine Fahrbahnmarkierung, eine Fahrspur, eine Kante oder eine speziell aufgebrachte
Markierung darstellen, als Referenz dienen. Die Bilderfassung kann auch Strukturen
der Referenz auswerten, woraus feststellbar ist, welche Art einer Referenz ausgewertet
wird.
[0015] Weiter bevorzugt wird die mindestens eine Referenz insbesondere durch mehrere Messwertgeber
erfasst. Dadurch wird es möglich, Messfehler einzelner Messwertgeber zu kompensieren.
[0016] Auch können von den Messwertgebern bzw. der Steuerungseinrichtung Hindernisse erkannt
und geeignete Gegenmaßnahmen eingeleitet werden.
[0017] Besonders bevorzugt wird mindestens ein Messwertgeber, insbesondere ein Typ von Messwertgeber,
zur Erfassung der mindestens einen Referenz ausgewählt. Somit wird erreicht, dass
aus einer Anzahl von Möglichkeiten, eine Referenz zu erfassen, der Messwertgeber ausgewählt
werden kann, der am besten geeignet ist, die Referenz zu erfassen. Eine solche Auswahl
lässt sich insbesondere aber auch während des Betriebs der Straßenfräse jederzeit
ändern, so dass fortlaufend eine optimale Erfassung der mindestens einen Referenz
sichergestellt wird.
[0018] Vorzugweise werden mehrere Messwertgeber, insbesondere mehrere gleiche und/oder verschiedene
Typen von Messwertgebem, parallel ausgewertet. Unter unterschiedlichen Umgebungsbedingungen
liefern insbesondere verschiedene Typen von Messwertgebern unterschiedlich genaue
oder aussagekräftige Messergebnisse. Zur Vermeidung von Messungenauigkeiten durch
einen einzelnen Messwertgeber werden dazu mehrere Messwertgeber parallel ausgewertet.
Durch anschließende gezielte Auswahl eines Messwertgebers oder weniger Messwertgeber
bzw. durch Vergleiche und/oder Abgleiche der Messwerte verschiedener Messwertgeber,
beispielsweise durch Mittelwertbildung oder ähnliches, wird eine hohe Genauigkeit
erreicht.
[0019] Bevorzugt kann zumindest einer der Messwertgeber gegenüber der Straßenfräse versetzt,
verschoben oder verfahren werden, insbesondere seitlich. Dadurch, dass einer, mehrere
oder alle Messwertgeber flexibel an verschiedenen Stellen der Straßenfräse einsetzbar
sind, indem die Position des Messwertgebers bzw. der Messwertgeber an der Straßenfräse
nahezu beliebig veränderbar ist, können der bzw. die Messwertgeber optimal zur Erfassung
der mindestens einen Referenz positioniert werden. Besonders bevorzugt lässt sich
mindestens einer der Messwertgeber gegenüber der Straßenfräse verschwenken, verkippen
bzw. verdrehen, um damit vorzugsweise in allen drei Raumrichtungen optimal zur zu
erfassenden Referenz ausgerichtet werden zu können.
[0020] Insbesondere wird eine Referenz durch den mindestens einen Messwertgeber, vorzugsweise
aber gemeinsam durch mehrere Messwertgeber erfasst. Dies wird vorzugsweise zu Kontrollzwecken
der Messergebnisse verschiedener Messwertgeber vorgenommen. Die Erfassung einer Referenz
durch mehrere, insbesondere unterschiedliche Messwertgeber resultiert in einer erhöhten
Genauigkeit der Messergebnisse gegenüber einer Einzelmessung und führt zu dem weiteren
Vorteil, dass bei einem Ausfall oder temporärer Ungenauigkeit eines Messwertgebers
weiterhin eine sichere Erfassung derselben Referenz gewährleistet ist. Dies ist insbesondere
im Hinblick darauf wichtig, dass beispielsweise optische Sensoren kurzzeitig durch
Umgebungseinflüsse wie Rauch oder Staub in Ihrer Messgenauigkeit eingeschränkt sein
können, während Ultraschallsensoren hierdurch nicht oder weniger betroffen sind. Umgekehrt
kommen Ultraschallsensoren bei anderen Umwelteinflüssen, wie starken Erschütterungen,
eher an ihre Leistungsgrenzen, während dies für optische Sensoren wiederum unkritischer
ist.
[0021] Eine im Wesentlichen entlang der abzufräsenden Straßendecke verlaufende Referenz
wird bevorzugt verwendet. Indem eine solche, vorzugsweise langgestreckte Referenz
zugrunde gelegt wird, wird sichergestellt, dass die Lenkung der Straßenfräse in Abhängigkeit
von der verwendeten Referenz über ausreichend lange Strecken der abzufräsenden Straßendecke
erfolgen kann. Somit kann eine Referenz ausgewählt werden, ohne zwingend in kurzen
Abständen auf eine andere Referenz wechseln zu müssen, die beispielsweise abschnittsweise
nicht vorhanden oder ungenau ist. Eine solche Referenz kann auch durch Sender oder
anzupeilende Objekte entlang der abzufräsenden Straßendecke bestehen. Die Referenz
kann auch durch die Abspeicherung von Navigationspositionen entlang der abzufräsenden
Straßendecke gebildet werden.
[0022] Besonders bevorzugt wird ein Bereich der Straße und/oder ein Bereich der Umgebung
der Straße als Referenz verwendet. Verschiedene Bestandteile der Straße oder deren
Umgebung, die sich entlang der Straße erstrecken, eignen sich besonders gut als Referenz.
Diese braucht lediglich ausgewählt und als Grundlage für die automatische Steuerung
der Straßenfräse verwendet zu werden.
[0023] Insbesondere wird eine Kante und/oder ein Vorsprung der Straße bzw. der Umgebung
der Straße als Referenz verwendet. Eine Kante und/oder ein Vorsprung lässt sich leicht
detektieren, so dass sie sich gut als Referenz zur automatischen Lenkung eignet.
[0024] Als Referenz kann auch eine Fräskante eines bereits abgefrästen Abschnitts der Straße
verwendet werden. Sofern bereits ein Abschnitt der Straße abgefräst worden ist, befindet
sich zumindest an dessen einem Rand eine Fräskante, die als Referenz für einen nächsten,
parallelen Fräsvorgang entlang der Straße genutzt werden kann. Eine solche Fräskante
stellt einen Vorsprung dar, der gut erfassbar ist und sich bereits entlang der Straße
erstreckt.
[0025] Besonders bevorzugt wird ein Kantenstein bzw. ein Bordstein der Straße als Referenz
verwendet. Ein solcher Kantenstein bzw. Bordstein findet sich als Randeinfassung einer
Straße oder auch als Randeinfassung eines zugehörigen Bürgersteigs bzw. Radwegs meistens
am Rand der Straße. Er verläuft im Regelfall zumindest abschnittsweise parallel zu
der Straße und eignet sich demnach besonders als Referenz.
[0026] Denkbar ist es auch, als Referenz eine Leitplanke zu verwenden. Eine solche Leitplanke
verläuft entlang der Straße im Wesentlichen parallel zu dieser und bietet besonders
gute Eigenschaften, was ihre Erfassbarkeit betrifft. Eine Leitplanke reflektiert optische
und akustische Wellen und insbesondere auf sie abgestrahlte Signale besonders gut.
Darüber hinaus befinden sich Leitplanken typischerweise oberhalb der Straßenoberfläche,
so dass aufgrund ihres Abstands zum Boden weniger Störungen durch Staub und ähnliches
bei der Erfassung der Referenz zu erwarten sind. Auch Begrenzungspfähle oder ähnliches
können als Referenz geeignet sein.
[0027] Insbesondere wird eine Markierung der Straße und/oder eine Markierung der Umgebung
der Straße als Referenz verwendet. Eine solche Markierung kann beispielsweise eine
Fahrbahnmarkierung, wie ein Mittelstreifen oder auch ein Randstreifen, sein. Die Markierung
kann auch gezielt als Referenz auf der Straße bzw. in der Umgebung angebracht worden
sein. Durch die Erfassung einer solchen Markierung ist eine Unabhängigkeit von Kantensteinen,
Leitplanken oder auch Fräskanten gegeben, die in einigen Fällen nicht vorhanden bzw.
als Referenz nicht tauglich sein können. Auch kann die Erfassung einer Markierung
auf der Straße insbesondere mit Hilfe von Bilderfassungsmitteln Vorteile im Hinblick
auf eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit und -genauigkeit haben.
[0028] Ein gespeichertes und/oder ermitteltes Profil der Straße bzw. der Umgebung der Straße
kann besonders bevorzugt als Referenz bzw. zur Erfassung der Referenz verwendet werden.
Indem das Profil der Straße gespeichert und/oder beispielsweise durch Messwertgeber
bzw. die Steuerungseinrichtung ermittelt wird, lässt sich die Auswahl der zu erfassenden
Referenzen verbessern bzw. sogar automatisieren. Beispielsweise kann in Bereichen,
in denen eine oder mehrere Referenzen unbrauchbare Messwerte liefern, automatisch
auf eine andere Referenz gewechselt werden, die anhand des Profils ermittelt wird.
Das Profil der Straße bzw. der Umgebung der Straße kann dazu insbesondere während
des Abfräsens der Straßendecke kontinuierlich ermittelt werden bzw. bei Bedarf neu
gespeichert werden. Besonders bevorzugt kann kontinuierlich ein Profil der Straße
bzw. der Umgebung der Straße ermittelt werden, um dieses Profil selbst als Referenz
zu verwenden.
[0029] Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung
erläutert. In dieser zeigen:
- Fig. 1
- Eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße selbstfahrende Straßenfräse,
- Fig. 2
- eine Draufsicht eines Straßenabschnitts mit einer selbstfahrenden Straßenfräse vor
dem Abfräsen eines Straßenbelags, und
- Fig. 3
- eine schematische Darstellung einer Draufsicht einer automatisch gelenkten, selbstfahrenden
Straßenfräse beim Abfräsen des Straßenbelags.
[0030] Die Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf eine selbstfahrende Straßenfräse 10 zum Abfräsen
schadhafter und/oder verschlissener Straßendecken. Das hier beschriebene Verfahren
eignet sich zum Betrieb beliebiger selbstfahrender Straßenfräsen 10, ist also nicht
auf die gezeigte Straßenfräse beschränkt.
[0031] Die Straßenfräse 10 weist vier Fahrwerke 11 auf, die paarweise an ihren gegenüberliegenden
Enden angeordnet sind. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind alle vier Fahrwerke 11
jeweils einzeln um vertikale Achsen 13 drehbar. Bei den Fahrwerken 11 handelt es sich
in diesem Fall um Raupenfahrwerke, die jeweils einzeln antreibbar sind.
[0032] Ein Lenken der Straßenfräse 10 ist durch paralleles Drehen von aus jeweils zwei Fahrwerken
11 an einem Ende der Straßenfräse 10 gebildeten Paaren von Fahrwerken 11 möglich.
Dabei können lediglich die Fahrwerke 11 eines Paares in gleicher Richtung oder alternativ
auch die Fahrwerke 11 eines weiteren Paares gegensinnig um ihre jeweiligen Achsen
13 gedreht werden. Auch andere Ausbildungen der Fahrwerke 11 sind denkbar. Beispielsweise
können auch als Radfahrwerke ausgebildete Fahrwerke 11 - wie hier beschrieben - gelenkt
werden. Mit zwei oder mehr feststehenden Raupenfahrwerken kann die Straßenfräse 10
durch unterschiedliche Antriebsgeschwindigkeiten und/oder -richtungen parallel angeordneter
Fahrwerke gelenkt werden. Dementsprechend können, wie oben beschrieben ist, auch nur
ein oder zwei Fahrwerke drehbar gelagert sein, um die Straßenfräse steuern zu können.
Die Fahrwerke 11 sind außerdem um ihre vertikalen Achsen 13 jeweils einzeln motorisch
drehbar. Ein Lenkeinschlag aller Fahrwerke 11 zum Fahren nach links ist in der Fig.
1 durch gestrichelt eingezeichnete Fahrwerke 15 angedeutet. Durch entsprechendes Drehen
der Fahrwerke 11 um die Achsen 13 lassen sich damit nahezu beliebige Bewegungen der
Straßenfräse 10 in der Ebene der Straßenoberfläche durchführen, insbesondere auch
Seitwärtsbewegungen und Diagonal- bzw. Schrägfahrten.
[0033] Die Straßenfräse 10 weist zum Abfräsen eines Straßenbelags 24 in Fräsrichtung 14
eine um eine horizontale Fräswalzendrehachse 16 drehbare Fräswalze auf, die sich auf
der Unterseite des Rahmens 12 der Straßenfräse 10 befindet und daher in der Zeichnung
nicht dargestellt ist. Von der motorisch angetriebenen Fräswalze abgetragenes Material
des Straßenbelags 24 wird an das vordere Ende des Rahmens 12 transportiert und dort
von einem Förderband 17 auf ein bereit stehendes, hier nicht gezeigtes Fahrzeug zum
Abtransport geladen. Oberhalb der Fräswalze mit der Fräswalzendrehachse 16 befindet
sich mindestens ein Bedienstand 19, von dem aus ein Fahrer 20 den Betrieb der Straßenfräse
10 überwachen kann.
[0034] Zur automatischen Lenkung der Straßenfräse 10 ist mindestens ein Messwertgeber 23
an der Straßenfräse 10 angeordnet. Dieser mindestens eine Messwertgeber 23 kann eine
ausgewählte Referenz, wie eine Kante, eine Böschung oder eine Farbmarkierung, erfassen.
Verschiedene Arten von Messwertgebern 23 kommen dafür in Frage, wie mechanische Tastsensoren
oder auch berührungslose Sensoren, zum Beispiel zur Entfernungsmessung mit Schall,
Licht, insbesondere Laserlicht, usw. Auch Bilderfassungsmittel zum Beispiel in Form
von Kameras oder Photodetektoren für sichtbares, infrarotes oder auch ultraviolettes
Licht mit entsprechenden Bildauswertungseinheiten können zum Einsatz kommen. Schließlich
ist es auch denkbar, elektronische Navigationsgeräte bzw. -systeme zu verwenden, womit
die Straßenfräse so gesteuert wird, dass sie automatisch Referenzen in der Art von
Koordinaten ansteuert.
[0035] Der bzw. die Messwertgeber 23 können an beliebigen Stellen am Rahmen 12 der Straßenfräse
10 angeordnet sein, so dass die vom jeweiligen Messwertgeber 23 zu erfassende Referenz
möglichst störungsfrei erfasst werden kann. Die Messwertgeber 23 können dazu vorzugsweise
in der Nähe der Fräswalzendrehachse 16 beispielsweise seitlich am Rahmen 12 an der
Straßenfräse 10 oder auch unterhalb des Rahmens 12 vorgesehen sein. Möglich ist auch
eine Anordnung an den äußeren Kanten bzw. Ecken des Rahmens 12 der Straßenfräse 10,
wie auch an verschiedenen anderen exponierten Stellen, wie zum Beispiel an Aufbauten.
Die Messwertgeber 23 können zusätzlich auch in der Höhe und/oder seitlich verstellbar
bzw. an teleskopartigen Auslegern angeordnet sein, so dass ihr Einsatzbereich vergrößert
wird. Um einen möglichst großen Erfassungsbereich abdecken zu können, können einzelne
Messwertgeber 23 an erhöhten Positionen, wie beispielsweise an einem Dach der Straßenfräse
10, angeordnet sein. Ein Bilderfassungsmittel als Messwertgeber 23, wie eine Kamera,
wird dabei vorzugsweise so angeordnet, dass es die zu erfassende Referenz möglichst
senkrecht von oben erfassen kann und gleichzeitig durch einen großen Abstand zur Fahrbahn
vor Verschmutzungen geschützt ist.
[0036] Das Verfahren zum Betrieb der selbstfahrenden Straßenfräse 10 wird anhand der Fig.
2 und 3 erläutert:
Die Straßenfräse 10 wird zunächst mit der Fräswalzendrehachse 16 am Beginn eines abzufräsenden
Straßenabschnitts 21 platziert.
[0037] Die Straßenfräse 10 bewegt sich dazu im Wesentlichen in Fräsrichtung 14 und wird
dabei automatisch von einer nicht gezeigten Steuerungseinrichtung gelenkt. Die Steuerungseinrichtung
empfängt zumindest einen Teil der Signale der Messwertgeber 23, um aufgrund dessen
entsprechende Lenkbewegungen der Fahrwerke 11 Straßenfräse einzuleiten. Die Lenkung
wird dazu von einem entsprechenden Antrieb betätigt. Zur Steuerung der Lenkung dienen
die Messwertgeber 23, indem sie kontinuierlich den Abstand der Straßenfräse 10 zu
der gewählten Referenz, in dem gezeigten Fall zu dem Bordstein 22, bestimmen. Durch
Lenkbewegungen der Fahrwerke 11 in Richtung des Bordsteins 22 bzw. von diesem weg,
je nachdem, ob die Straßenfräse 10 gemäß den Messergebnissen der Messwertgeber 23
einen zu großen bzw. zu kleinen Abstand zu dem Bordstein 22 als gewählter Referenz
aufweist, wird die Abweichung vom eingestellten Abstand zur Referenz kompensiert,
so dass die Straßenfräse 10 einen im Wesentlichen konstanten Abstand zu dem Bordstein
22 während des Abfräsens einhält. Eine zu kompensierende Abstandsänderung kann beispielsweise
durch eine Kurve in oder eine Änderung der Breite der Straße auftreten. Kurze Unterbrechungen
der Referenz werden durch paralleles Erfassen der mindestens einen Referenz mit mehreren
Messwertgebern 23 kompensiert, während endende Referenzen, wie beispielsweise ein
fehlender Bordstein 22 an einer Straßeneinmündung, durch eine geeignete alternative
Referenz ersetzt werden müssen.
[0038] Die Straßenfräse 10 wird nun im Wesentlichen in ihrer Fräsrichtung 14 den gesamten
abzufräsenden Straßenbelag 24 einmal entlang gelenkt, wobei sie dem Verlauf des Straßenabschnitts
21 folgt. Dabei trägt sie den Straßenbelag 24 mit Hilfe der auf der Fräswalzendrehachse
16 gelagerten Fräswalze ab, so dass ein vom Straßenbelag 24 befreiter Unterbau 25
der Straße freigelegt wird. Somit wird ein erster Streifen des Straßenbelags 24 abgefräst,
wie dieses in Fig. 3 zu sehen ist.
[0039] Die Steuerungseinrichtung übernimmt die Lenkung der Straßenfräse 10 auf Basis von
Messergebnissen mindestens eines der Messwertgeber 23. Die Abstände der Straßenfräse
10 zu der mindestens einen Referenz werden vom Fahrer 20 vorgewählt bzw. von der Steuerungseinrichtung
anhand der Messdaten mindestens eines Messwertgebers 23 festgelegt. Die Steuerungseinrichtung
steuert während des folgenden Fräsvorgangs die Lenkung der Straßenfräse 10 so, dass
der eingestellte Abstand zur Referenz möglichst genau eingehalten wird. Bei Abweichungen
in die eine Richtung wird gegensinnig in die andere gelenkt. Der Lenkeinschlag richtet
sich dabei vorzugsweise nach der Größe der Abweichungen. Dementsprechend wird bei
kleinen Abweichungen lediglich wenig gegengelenkt, während bei starken Abweichungen
stark gegengelenkt werden muss. In einer Gefahrensituation, beispielsweise aufgrund
von Hindernissen im Gefahrenbereich rundum, insbesondere vor oder neben der Straßenfräse
10, stoppt die Steuerungseinrichtung den automatischen Betrieb sofort und bremst die
Straßenfräse 10 schnellstmöglich ab. Der Fahrer 20 ist unabhängig davon jederzeit
in der Lage, in den Betrieb der Straßenfräse 10 einzugreifen, um die Steuerung und
Lenkung derselben zu übernehmen. Diese dient insbesondere dazu, Fehlfunktionen oder
drohende Gefahrensituationen, die zum Beispiel noch nicht durch einen Messwertgeber
23 erfasst worden sind, abzuwenden.
[0040] Am linken Rand des abgefrästen Straßenbelags 24 ist durch das erste Abfräsen eine
Fräskante 26 entstanden, die beispielsweise auch als Referenz für einen weiteren Fräsvorgang
dienen kann. Dieses ist in Fig. 3 gezeigt, in der die Straßenfräse 10 einen weiteren
Streifen des Straßenbelags 24 abfräst, indem die Straßenfräse 10 sich wieder im Wesentlichen
in Fräsrichtung 14 bewegt und dabei nun automatisch entlang der Fräskante 26 gelenkt
wird, die aber ebenso auch dem Verlauf des Straßenabschnitts 21 folgt. Dabei entsteht
eine neue Fräskante 27 des zweiten, sich an den ersten anschließenden abgefrästen
Streifens des Straßenbelags 24, die wieder als Referenz für einen weiteren Fräsvorgang
dienen kann. Gleiches gilt ebenso für den linken Bordstein 29 des Straßenabschnitts
21, der sich hier am besten für den letzten Fräsvorgang eignet, da zum Abtragen des
restlichen Straßenbelags 24 bis an diesen Bordstein 29 heran gefräst werden muss.
[0041] Zusätzlich zu der Referenz beispielsweise in Form des Bordsteins 22 des Straßenabschnitts
bzw. der Fräskante 26 kann als Referenz beispielsweise auch eine Fahrbahnmarkierung
28 dienen, die von den Messwertgebern 23 der Straßenfräse 10 erfasst wird. Hierzu
eignen sich besonders gut optische Messwertgeber 23, wie Photodetektoren oder Kameras
mit Bildauswertung. Dazu wird vorzugsweise ein Helligkeits- oder Farbmuster von einer
Bildauswertungseinheit ausgewertet und die Position bzw. der Verlauf der Referenz
ermittelt.
[0042] Der in einem oder mehreren Schritten abgefräste Straßenbelag 24 legt insgesamt den
Unterbau 25 der Straße frei, der dann als Grundlage für einen erneuerten Straßenbelag
24 dienen kann.
[0043] Es ist noch denkbar, die automatische Steuerung der Lenkung mit einem elektrischen
Navigationssystem vorzunehmen. Dieses elektronische Navigationssystem, vorzugsweise
ein GPS-Navigator, kann Messwertgeber 23 ersetzen.
[0044] Das Navigationssystem steuert die Straßenfräse 10 anhand von Sendern entlang des
abzufräsenden Straßenbelags 24 und/oder anhand von im Navigationssystem eingegebenen
Koordinaten, die den Verlauf des abzufräsenden Straßenbelags 24 entsprechen bzw. wiedergeben.
Bezugszeichenliste:
[0045]
- 10
- Straßenfräse
- 11
- Fahrwerk
- 12
- Rahmen
- 13
- Achse
- 14
- Fräsrichtung
- 15
- Fahrwerk
- 16
- Fräswalzendrehachse
- 17
- Förderband
- 19
- Bedienstand
- 20
- Fahrer
- 21
- Straßenabschnitt
- 22
- Bordstein
- 23
- Messwertgeber
- 24
- Straßenbelag
- 25
- Unterbau
- 26
- Fräskante
- 27
- Fräskante
- 28
- Fahrbahnmarkierung
- 29
- Bordstein
1. Verfahren zum Betrieb einer selbstfahrenden Straßenfräse (10), wobei von einer Fräswalze
der Straßenfräse (10) ein insbesondere schadhafter Straßenbelag (24) von einer Straße
abgefräst wird, indem die Straßenfräse (10) entlang des zu entfernenden Straßenbelags
(24) gelenkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Straßenfräse (10) beim Abfräsen des Straßenbelags (24) automatisch entlang des
zu entfernenden Straßenbelags (24) gelenkt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Straßenfräse (10) in Abhängigkeit von mindestens einer Referenz gelenkt wird,
vorzugsweise mit einem elektronischen Navigationssystem.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest während des Abfräsens des Straßenbelags (24) die mindestens eine Referenz
fortlaufend erfasst wird, vorzugsweise mehrere Referenzen wahlweise oder gemeinsam
erfasst werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Straßenfräse (10) mit einem einstellbaren Abstand zu der mindestens einen Referenz
automatisch gelenkt wird, wobei bevorzugt die mindestens eine Referenz mechanisch
und/oder berührungslos erfasst wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Referenz durch mindestens einen Messwertgeber (23), insbesondere
einen Sensor, mind. einen Sender, mind. ein mechanisches Tastorgan und/oder ein Bilderfassungsmittel,
erfasst wird, wobei vorzugsweise eine Referenz durch mehrere, insbesondere verschiedene
Messwertgeber (23) erfasst wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Messwertgeber (23), insbesondere ein Typ von Messwertgeber (23), zur
Erfassung der mindestens einen Referenz ausgewählt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Messwertgeber (23), insbesondere mehrere gleiche und/oder verschiedene Messwertgeber
(23), parallel ausgewertet werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Messwertgeber (23) gegenüber der Straßenfräse (10) versetzt,
verschoben und/oder verfahren werden kann, insbesondere seitlich.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Referenzen durch den mindestens einen Messwertgeber (23), vorzugsweise gemeinsam
durch mehrere Messwertgeber (23), erfasst wird, insbesondere zu Kontrollzwecken.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine im Wesentlichen entlang des abzufräsenden Straßenbelags (24) verlaufende Referenz
verwendet wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bereich der Straße und/oder der Umgebung der Straße als Referenz verwendet wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kante und/oder ein Vorsprung der Straße bzw. der Umgebung der Straße als Referenz
verwendet wird, insbesondere ein Kantenstein, eine Leitplanke und/oder ein Bordstein
(22, 29) als Referenz verwendet wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fräskante (26, 27) eines bereits abgefrästen Teils der Straße als Referenz verwendet
wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Markierung der Straße bzw. der Umgebung der Straße als Referenz verwendet wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein gespeichertes und/oder ermitteltes Profil der Straße bzw. der Umgebung der Straße,
insbesondere Positionen entlang der Straße bzw. der Umgebung der Straße, als Referenz
bzw. bei der Erfassung der Referenz verwendet wird bzw. werden, vorzugsweise in Verbindung
mit einem elektronischen Navigationssystem und/oder einem Navigationsrechner.