Bodenverdichtungsvorrichtung und Verfahren zu deren Steuerung

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung des Lenkantriebs einer zweibandagigen Bodenverdichtungsvorrichtung (1) mit Doppellenkung, wobei der Lenkantrieb beider getrennt ansteuerbaren Walzenbandagen (2,3) von einer Steuerungsvorrichtung in Abhängigkeit der vom Walzenführer ausgewählten Lenkvorgaben und/oder eines vom Walzenführer vorwählbaren Steuerungsprogramms gesteuert wird. Hierbei steuert die Steuerungsvorrichtung bei einer im Steuerungsprogramm Hundegang" mit voreingestelltem Spurversatz aufgrund einer ausgewählten Lenkvorgabe durchgeführten Kurvenfahrt den Lenkantrieb beider Bandagen (2,3) bei Erreichen deren Lenkanschlags derart, daß nur die nicht am Lenkanschlag anliegende, freie Bandage zumindest solange angesteuert wird, bis sich infolge der der Lenkvorgabe entsprechenden, durch die freie Bandage durchgeführte Kurvenfahrt der Straßenwalze (1) die blockierte Bandage vom Lenkanschlag wegbewegt hat.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine zweibandagige Bodenverdichtungsvorrichtung mit Doppellenkung, insbesondere eine Straßenwalze mit Doppelschemellenkung, und ein Verfahren zur Steuerung des Lenkantriebs der Bodenverdichtungsvorrichtung, wobei der Lenkantrieb beider getrennt ansteuerbaren Walzenbandagen von einer Steuerungsvorrichtung in Abhängigkeit der vom Walzenführer ausgewählten Lenkvorgaben und/oder eines vom Walzenführer vorwählbaren Steuerungsprogramms gesteuert wird, und wobei bei Vorwahl eines Steuerungsprogramms

Hundegang" beide Lenkantriebe derart angesteuert werden, daß die beiden Bandagen mit gegenseitigem, vom Walzenführer einstellbarem Spurversatz hintereinander herfahren.

[0002] Dieser gegenseitige Spurversatz ermöglicht es, einen Arbeitsbereich mit einem Arbeitsgang zu verdichten, der breiter als die Straßenwalze selbst bzw. als die Walzenbandagen ist und im Extremfall fast das Doppelte der Straßenwalzenbreite beträgt. Nachteilig an dem Fahren im Hundegang ist jedoch, daß sich der verfügbare Lenkwinkel um den Spurversatzwinkel reduziert, also um den Winkel, um den das Fahrgestell gegenüber der jeweiligen Bandage im Vergleich zur Ausrichtung ohne Spurversatz verschwenkt wird. Der reduzierte Lenkwinkel führt dazu, daß zum einen die Wendigkeit und Manövrierfähigkeit der Maschine entsprechend dem reduzierten Lenkwinkel stark eingeschränkt wird, und daß zum anderen im Extremfall sogar die Lenkfähigkeit ganz aufgehoben wird, nämlich dann, wenn die Straßenwalze im maximalen Hundegang mit dem größtmöglichen Spurversatz arbeitet, wodurch beide Bandagen am Lenkanschlag anliegen. Der Walzenführer muß in diesem Fall erst den Spurversatz des Hundeganges reduzieren, bevor er die Straßenwalze aus der Geradeausfahrt in eine Kurvenfahrt überführen kann.

[0003] Es liegt auf der Hand, daß hierdurch das Arbeiten im Steuerungsprogramm

Hundegang" erheblich erschwert wird, und daß der Walzenführer durch die Aufgabe, den Spurversatz manuell zu reduzieren und gleichzeitig die Lenkbewegung durchzuführen, in seiner Konzentration beeinträchtigt wird. Dies führt in der Regel dazu, daß der Walzenführer zuerst den Spurversatz verkleinern wird und erst danach die Kurvenfahrt durchführt, worunter die Produktivität seiner Arbeit überall dort beeinträchtigt wird, wo er zur Vorbereitung von Kurvenfahrten mit reduziertem Spurversatz fährt.

[0004] Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Arbeiten einer Bodenverdichtungsvorrichtung der eingangs genannten Art im Steuerungsprogramm

Hundegang" weiter zu verbessern.

[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steuerungsvorrichtung bei einer im Steuerungsprogramm

Hundegang" mit voreingestelltem Spurversatz aufgrund einer ausgewählten Lenkvorgabe durchgeführten Kurvenfahrt den Lenkantrieb beider Bandagen bei Erreichen eines Lenkanschlages derart steuert, daß nur die nicht am Lenkanschlag anliegende, freie Bandage zumindest so lange angesteuert wird, bis sich in Folge der der Lenkvorgabe entsprechenden durch die freie Bandage durchgeführte Kurvenfahrt der Straßenwalze die blockierte Bandage vom Lenkanschlag wegbewegt hat. Der Vorteil dieses Steuerungsverfahrens liegt nun darin, daß die Straßenwalze bei Erreichen des Lenkanschlags und somit selbst bei maximalem Spurversatz weiterhin lenkbar bleibt, indem nur die sich vom Lenkanschlag wegbewegende Bandage von der Steuerungsvorrichtung angesteuert wird und die gewünschte Kurvenfahrt durchführt. Hierbei kann sich der Walzenführer völlig auf diese Kurvenfahrt konzentrieren und muß nicht gleichzeitig versuchen, den Spurversatz zuvor zu reduzieren bzw. währenddessen anzupassen.

[0006] Zweckmäßigerweise steuert die Steuerungsvorrichtung entsprechend der Lenkvorgabe beide Bandagen hierauf so lange an, bis sich wieder eine der beiden Bandagen am Lenkanschlag befindet, sorgt also dafür, daß die freie Beweglichkeit beider Bandagen solange ausgenutzt wird, bis sich im Zuge der weiteren Kurvenfahrt und aufgrund des hierbei jeweils vorliegenden Spurversatzes wieder eine Bandage an den Lenkanschlag anlegt.

[0007] Anschließend steuert die Steuerungsvorrichtung zweckmäßigerweise nur die freie Bandage an, die sich nicht im Anschlag befindet, und dies wiederum zumindest so lange, bis die Anlage am Lenkanschlag aufgehoben ist.

[0008] Hierdurch sorgt die Steuerungsvorrichtung für eine Kurvenfahrt mit dem jeweils maximal möglichen Spurversatz, wobei der Spurversatz - sofern es für das Lenkmanöver erforderlich ist - solange reduziert wird, bis entweder die Kurvenfahrt beendet ist oder bis die Kurvenfahrt in der gewünschten Art und Weise durch Ansteuern beider Bandagen durchgeführt werden kann.

[0009] Damit nicht nur das Arbeiten mit der Straßenwalze im Hinblick auf die Manövrierfähigkeit verbessert wird, sondern darüber hinaus auch noch das Arbeitsverhalten optimiert wird, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Steuerungsvorrichtung zur Aufrechterhaltung des eingestellten Spurversatzes dem Ansteuern des Lenkantriebs der beiden Bandagen ein zusätzliches Ansteuersignal derart überlagert, daß zumindest nach entsprechend der Lenkvorgabe durchgeführter Kurverfahrt und beim Übergang in Geradeausfahrt der voreingestellte Spurversatz automatisch wieder hergestellt wird. Hierbei wird also die Reduzierung des Spurversatzes während der Kurvenfahrt selbsttätig von der Steuerungsvorrichtung wieder rückgängig gemacht, so daß der Walzenführer sich voll auf das Lenken der Straßenwalze konzentrieren kann, während der Spurversatz allein durch die Steuerungsvorrichtung verändert wird.

[0010] Zweckmäßigerweise erfolgt das überlagerte Ansteuern zur Wiederherstellung des voreingestellten Spurversatzes bereits während der Kurvenfahrt, so daß jeweils dann, wenn keine der Walzenbandagen am Lenkanschlag anliegt, die Steuerungsvorrichtung die beiden Lenkantriebe im Sinne einer Vergrößerung des Spurversatzes ansteuert.

[0011] Neben dem Verfahren zur Steuerung des Lenkantriebes einer Bodenverdichtungsvorrichtung erstreckt sich die vorliegende Erfindung auch auf die Bodenverdichtungsvorrichtung selbst, insbesondere auf eine Straßenwalze mit Doppelschemellenkung, die zwei getrennt durch eine Steuerungsvorrichtung in Abhängigkeit der vom Walzenführer ausgewählten Lenkvorgaben und/oder eines vom Walzenführer vorwählbaren Steuerungsprogramms über jeweils einen Lenkantrieb ansteuerbare Walzenbandagen aufweist, wobei der Lenkantrieb jeder Bandage durch die Steuerungsvorrichtung derart ansteuerbar ist, daß bei Vorwahl eines Steuerungsprogramms

Hundegang" beide Bandagen mit gegenseitigem, vom Walzenführer einstellbarem Spurversatz hintereinander herfahren.

[0012] Die erwähnten erfindungsgemäßen Vorteile lassen sich bei der Bodenverdichtungsvorrichtung dadurch erreichen, daß der Lenkantrieb der Bandagen durch die Steuerungsvorrichtung im Steuerungsprogramm

Hundegang" mit voreingestelltem Spurversatz bei Erreichen des Lenkanschlages einer oder beider Bandagen derart ansteuerbar ist, daß die Auswahl einer Lenkvorgabe zu einem Ansteuern nur des Lenkantriebes führt, der der nicht am Lenkanschlag anliegenden, freien Bandage zugeordnet ist.

[0013] Gegenüber den bereits bezüglich des Steuerungsverfahrens aufgeführten Merkmalen zeichnet sich die Bodenverdichtungsvorrichtung in vorteilhafter Weise noch dadurch aus, daß die Steuerungsvorrichtung an jeweils den Walzenbandagen zugeordnete, insbesondere zur Anzeige des Erreichens des Lenkanschlags dienende Winkelerfassungsvorrichtungen angeschlossen ist, und daß die Steuerungsvorrichtung derart steuerbar ist, daß sie zumindest solange nur den Lenkantrieb der nicht am Lenkanschlag anliegenden, freien Bandage ansteuert, wie die Winkelerfassungsvorrichtung der anderen, sich am Lenkanschlag befindenden, blockierten Bandage ein Anliegen am Lenkanschlag anzeigt. Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung; hierbei zeigen

Figur 1

eine Straßenwalze in perspektivischer Seitenansicht;

Figur 2

eine schematische Darstellung der Arbeitsweise einer erfindungsgemäßen Straßenwalze; und

Figur 3

ein schematisches Schaltbild einer erfindungsgemäßen Straßenwalze.

[0014] In Figur 1 ist eine Straßenwalze 1 in perspektivischer Seitenansicht dargestellt, die eine Doppelschemellenkung aufweist und hierbei zwei einzeln lenkbare Walzenbandagen 2, 3 umfaßt. Die Walzenbandagen sind über ein Fahrgestell 4 miteinander verbunden, auf dem eine Fahrerkabine 5 für den Walzenführer angeordnet ist.

[0015] Die Arbeitsweise dieser Straßenwalze 1 ist in Figur 2 schematisch dargestellt, wobei die Straßenwalze 1 mit ihrer vorderen Bandage 2 und ihrer hinteren Bandage 3 sechs Stationen I bis VI durchläuft und hierbei ein Lenkmanöver trotz maximalen Hundegangs durchführt, indem es von der in Fahrtrichtung linken Kante des Arbeitsbereichs zur in Fahrtrichtung rechten Kante überwechselt.

[0016] Der Spurversatz, den die beiden Bandagen gegeneinander aufweisen, ist in Abschnitt I mit c angedeutet und errechnet sich aus den Senkrechten 12, 13 zu den Achsen der Bandagen 2, 3 im Mittelpunkt der zugehörigen Lenkachse. Addiert man zu diesem Spurversatz c eine Bandagenbreite b, so erhält man die Gesamtbreite d des von der Straßenwalze abgedeckten Arbeitsbereiches.

[0017] In Abschnitt I aus Figur 2 sind auch die beiden Spurversatzwinkel α1 der Bandage 2 und β1 der Bandage 3 angedeutet, die von den angesprochenen Senkrechten 12, 13 zu den Bandagenachsen einerseits und der Längsachse 14 des Fahrgestells 4 andererseits umschlossen werden.

[0018] In den Abschnitten II bis VI sind die Spurversatzwinkel so dargestellt, daß sie zusammen mit dem jeweiligen Lenkwinkel einen Gesamtwinkel zwischen den Bandagensenkrechten 12, 13 und der Längsachse 14 bilden. In Abschnitt II entspricht der Gesamtwinkel α2 dem Spurversatzwinkel α1, da sich die vordere Bandage 2 im Lenkanschlag befindet und nicht die vom Walzenführer entsprechend der Lenkvorgabe ausgewählte Rechtslenkung durchführen kann. Die hintere Bandage 3 weist einen Gesamtwinkel -β2 auf, da die hintere Bandage 3 zur Erzielung eines Rechtslenkens nach links von ihrem Anschlag weg verschwenkt worden ist, wodurch natürlich auch der gegenseitige Spurversatz stark reduziert wurde.

[0019] Es sei in diesem Zusammenhang erwähnt, daß bei Doppelschemellenkungen das Lenken in eine bestimmte Richtung dazu führt, daß nur die vordere Bandage in diese Richtung verschwenkt wird, während die hintere Bandage in entgegengesetzter Richtung verschwenkt wird, wodurch sich der Kurvenradius erheblich reduzieren läßt.

[0020] In den Abschnitten III und IV entsprechen die Gesamtwinkel α3 und α4 jeweils noch dem Spurversatzwinkel α1, die Kurvenfahrt wird immer noch durch die Walzenbandage 3 durchgeführt, indem die Gesamtwinkel β3 und β4 entsprechend variiert werden.

[0021] Erst in Abschnitt V wird der Gesamtwinkel α5 der vorderen Bandage 2 kleiner, wobei sich die vordere Bandage 2 von ihrem Lenkanschlag entfernt hat und sich nun die hintere Walzenbandage 3 an ihrem Lenkanschlag befindet mit einem Gesamtwinkel β5, der dem Stufenversatzwinkel β1 entspricht.

[0022] Die weitere Kurvenfahrt wird folglich durch die vordere Bandage 2 durchgeführt, wobei dann in Abschnitt VI der maximale Spurversatz c wiederhergestellt ist und der Gesamtwinkel α6 dem Spurversatzwinkel α1 und der Gesamtwinkel β6 dem Spurversatzwinkel β1 entspricht.

[0023] Folglich steuert die Steuerungsvorrichtung in den Abschnitten I bis IV lediglich den Lenkantrieb der freien Walzenbandage 3 an, während im Übergang vom Abschnitt V zum Abschnitt VI nur der Lenkantrieb der - in den Abschnitten I bis IV noch blockierten und nun - freien Walzenbandage 2 angesteuert wird.

[0024] Das in Figur 2 dargestellte Beispiel zeigt die Kurvenfahrt bei maximalem Spurversatz, bei dem sich beide Bandagen an ihrem Lenkanschlag befinden. In ähnlicher Weise erfolgt das Ansteuern der Lenkantriebe natürlich auch dann, wenn in Geradeausfahrt noch kein maximaler Spurversatz vorliegt und beide Bandagen einen gewissen verbleibenden Lenkwinkel aufweisen und erst im Zuge der Kurvenfahrt eine der beiden Bandagen an den Lenkanschlag bewegt wird.

[0025] In Figur 3 ist angedeutet, wie die Straßenwalze die jeweilige Bandagenposition beim Ansteuern der zugehörigen Lenkantriebe berücksichtigen kann. Hierzu ist eine Steuerungsvorrichtung 21 an Lenkwinkelsensoren 22, 23 angeschlossen, die als Erfassungsvorrichtung für jeweils eine Walzenbandage 2, 3 dienen und hierbei den jeweiligen Gesamtwinkel erfassen und an die Steuerungsvorrichtung 21 übermitteln. Die Steuerungsvorrichtung steuert hierauf entsprechend den vom Walzenführer an seinem Lenkrad oder Lenkjoystick 27 ausgewählten Lenkvorgaben und unter Berücksichtigung der Ergebnisse der Winkelsensoren 22, 23 Lenkantriebe 24, 25, die den Lenkeinschlag jeweils einer Bandage steuern.

[0026] Die Winkelsensoren 22, 23 berücksichtigen hierbei jeweils den tatsächlichen Lenkeinschlag, also den Gesamtwinkel zwischen den angesprochenen Senkrechten 12, 13 und der Walzenlängsachse 14, unabhängig davon, ob die Straßenwalze nun im Hundegang fährt oder nicht. Der Steuerungsmodus

Hundegang" und die Größe des Spurversatzes ist durch eine separate Eingabevorrichtung 26 vom Walzenführer einstellbar und wird entsprechend von der Steuerungsvorrichtung 21 berücksichtigt.

[0027] Figur 3 zeigt schließlich noch die weiteren Komponenten der Gesamtsteuerung der Straßenwalze, nämlich einen Notausschalter 32, ein Magnetventil 34 für die Bremse, ein Magnetventil 35 zum Ausschalten des Motors, ein Magnetventil 36 zur Steuerung der Vorwärtsfahrten, ein Magentventil 37 zur Steuerung der Rückwärtsfahrten und ein Magentventil 38 für die Fahrpumpe. Schließlich ist noch eine Eingabevorrichtung 39 zur Auswahl von Antriebsgang oder -geschwin-digkeit vorgesehen.

[0028] Zusammenfassend bietet die vorliegende Erfindung den Vorteil, daß der voreingestellte Spurversatz beim Steuerungsprogramm

Hunde-gang" selbsttätig in nur solchem Maße reduziert wird, wie es zur Durchführung der den Lenkvorgaben entsprechenden Kurvenfahrt erforderlich ist. Hierdurch läßt sich das Arbeiten des Walzenführers stark vereinfachen und das Arbeitsergebnis entsprechend verbessern.

Ansprüche

1. Verfahren zur Steuerung des Lenkantriebes einer zweibandagigen Bodenverdichtungsvorrichtung mit Doppellenkung, insbesondere einer Straßenwalze mit Doppelschemellenkung, wobei der Lenkantrieb beider getrennt ansteuerbaren Walzenbandagen von einer Steuerungsvorrichtung in Abhängigkeit der vom Walzenführer ausgewählten Lenkvorgaben und/oder eines vom Walzenführer vorwählbaren Steuerungsprogramms gesteuert wird, und wobei bei Vorwahl eines Steuerungsprogramms

Hundegang" beide Lenkantriebe derart angesteuert werden, daß die beiden Bandagen einen gegenseitigen, vom Walzenführer einstellbaren Spurversatz aufweisen,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuerungsvorrichtung bei einer im Steuerungsprogramm

Hundegang" mit voreingestelltem Spurversatz aufgrund einer ausgewählten Lenkvorgabe durchgeführten Kurvenfahrt den Lenkantrieb beider Bandagen bei Erreichen des Lenkanschlages derart steuert, daß nur die nicht am Lenkanschlag anliegende, freie Bandage zumindest so lange angesteuert wird, bis sich in Folge der der Lenkvorgabe entsprechenden durch die freie Bandage durchgeführte Kurvenfahrt der Straßenwalze die blockierte Bandage vom Lenkanschlag wegbewegt hat.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuerungsvorrichtung entsprechend der Lenkvorgabe beide Bandagen hierauf so lange ansteuert, bis sich wieder eine der beiden Bandagen am Lenkanschlag befindet.

3. Verfahren nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß hierauf die Steuerungsvorrichtung nur die freie Bandage ansteuert, die sich nicht am Lenkanschlag befindet.

4. Verfahren nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuerungsvorrichtung zur Aufrechterhaltung des maximalen Spurversatzes dem Ansteuern des Lenkantriebs der beiden Bandagen ein zusätzliches Ansteuern derart überlagert, daß zumindest nach entsprechend der Lenkvorgabe durchgeführter Kurvenfahrt und beim Übergang in Geradeausfahrt der voreingestellte Spurversatz automatisch wiederhergestellt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das überlagerte Ansteuern zur Wiederherstellung des voreingestelten Spurversatzes bereits während der Kurvenfahrt erfolgt.

6. Zweibandagige Bodenverdichtungsvorrichtung mit Doppellenkung, insbesondere Straßenwalze mit Doppelschemellenkung, wobei die Bodenverdichtungsvorrichtung zwei getrennt durch eine Steuerungsvorrichtung in Abhängigkeit der vom Walzenführer ausgewählten Lenkvorgaben und/oder eines vom Walzenführer vorwählbaren Steuerungsprogramms über jeweils einen Lenkantrieb ansteuerbare Walzenbandagen aufweist, wobei der Lenkantrieb jeder Bandage durch die Steuerungsvorrichtung derart ansteuerbar ist, daß bei Vorwahl eines Steuerungsprogramms

Hundegang" beide Bandagen einen gegenseitigen, vom Walzenführer einstellbaren Spurversatz aufweisen, dadurch gekennzeichnet,
daß der Lenkantrieb (24, 25) der Bandagen (2, 3) durch die Steuerungsvorrichtung (21) im Steuerungsprogramm

Hundegang" mit voreingestelltem Spurversatz (c) bei Erreichen des Lenkanschlags einer oder beider Bandagen derart ansteuerbar ist, daß die Auswahl einer Lenkvorgabe zu einem Ansteuern nur des Lenkantriebs führt, der der nicht am Lenkanschlag anliegenden, freien Bandage zugeordnet ist.

7. Bodenverdichtungsvorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuerungsvorrichtung (21) an jeweils den Walzenbandagen (2, 3) zugeordnete, insbesondere zur Anzeige des Erreichens des Lenkanschlags dienende Winkelerfassungsvorrichtungen (22, 23) angeschlossen ist, und daß die Steuerungsvorrichtung (21) derart steuerbar ist, daß sie zumindest so lange nur den Lenkantrieb (24, 25) der nicht am Lenkanschlag anliegenden freien Bandage (2, 3) ansteuert, wie die Winkelerfassungsvorrichtung (22, 23) der anderen, sich am Lenkanschlag befindenden, blockierten Bandage (3, 2) ein Anliegen am Lenkanschlag anzeigt.

Zeichnung