Straßenbaumaschine, sowie Verfahren zum Steuern des Abstandes einer auf einer Bodenoberfläche bewegten Straßenbaumaschine

Abstract

 Bei einer Straßenbaumaschine (1) mit einem Maschinenrahmen (2), einem den Maschinenrahmen (2) in einer Ebene tragenden Fahrwerk (4), das sich auf einer Bodenoberfläche (6) in Fahrtrichtung (9) bewegt und das Höhenverstelleinrichtungen (8) aufweist, die die Lage der Ebene des Maschinenrahmens (2) in Abhängigkeit von Steuersignalen einer Nivelliereinrichtung (10) einstellen, wobei die Nivelliereinrichtung (10) den Abstand der Bodenoberfläche (6) an einem momentanen Referenzort (12) der Bodenoberfläche (6) zu dem Maschinenrahmen (2) misst und die Höhenverstelleinrichtungen (8) derart steuert, dass der Maschinenrahmen (6) in einem eingestellten orthogonalen Abstand zu dem Referenzort (12) der Bodenoberfläche (6) bewegbar ist, ist vorgesehen, dass an dem Maschinenrahmen (2) ein Sender (15) fest angeordnet ist, und ein Empfänger (16) parallel zu und synchron zu dem Maschinenrahmen (2) neben dem Maschinenrahmen (2) entlang des momentanen Referenzortes (12) bewegbar ist, oder dass an dem Maschinenrahmen (2) ein Empfänger (16) fest angeordnet ist und ein Sender (15) parallel zu und synchron zu dem Maschinenrahmen (2) neben dem Maschinenrahmen (2) entlang des momentanen Referenzortes (12) bewegbar ist, wobei der Sender (15) mindestens einen für eine Referenzebene (14) repräsentativen Messstrahl (17) aussendet, der von dem Empfänger (16) detektierbar ist, und der entweder eine zu dem Maschinenrahmen (2) parallele Ebene oder eine zu der Bodenoberfläche (6) am Referenzort (12) parallele Ebene repräsentiert, wobei aus der detektierten Lage der Referenzebene (14) der momentane Abstand des Maschinenrahmens (2) zu dem momentanen Referenzort (12) messbar ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Straßenbaumaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Verfahren zum Steuern des Abstandes des Maschinenrahmens einer Straßenbaumaschine von einer Bodenoberfläche nach dem Oberbegriff des Anspruchs 13.

[0002] Derartige Straßenbaumaschinen insbesondere Straßenfräsmaschinen oder Recycler benötigen zum Bearbeiten einer Bodenoberfläche oder einer Straßenoberfläche eine Niveaureferenz, um beim Bearbeiten der Boden- oder Straßenoberfläche die vorhandenen Unebenheiten der Bodenoberfläche nicht identisch zu kopieren. Vielmehr sollen Unebenheiten und Welligkeiten weitestgehend durch den Bearbeitungsvorgang ausgeglichen werden. Ohne einen Referenzwert für die Höheneinstellung des Maschinenrahmens oder des Arbeitswerkzeuges würde das Arbeitsergebnis im ungünstigsten Fall alle Unebenheiten und Welligkeiten sowie Schräglagen übernehmen, wodurch nachfolgende Maschinen z.B. Asphaltiermaschinen oder auch Verdichtungswalzen erhöhte Schwierigkeiten hätten, einen ebenen, homogen verdichteten Straßenbelag zu erzeugen.

[0003] Die Straßenbaumaschine weist einen Maschinenrahmen auf, der von einem Fahrwerk in einer Ebene getragen wird, wobei sich das Fahrwerk auf einer Boden- oder Straßenoberfläche bewegt. Das Fahrwerk trägt den Maschinenrahmen über mindestens drei Hubsäulen (bei Kleinfräsen auch nur mindestens zwei Hubsäulen an der Hinterachse), die eine Höhenverstelleinrichtung für den Maschinenrahmen bilden und die die Ebene des Maschinenrahmens in Abhängigkeit von Steuersignalen einer Nivelliereinrichtung auch hinsichtlich einer Querneigung einstellen. Die Nivelliereinrichtung steuert den Abstand des Maschinenrahmens zu der aktuell überfahrenen Bodenoberfläche. Hierzu ist es bereits bekannt, dass die Bodenoberfläche über seitlich neben einer Arbeitswalze angeordnete Seitenschilder abgetastet wird, oder dass entlang des Fahrweges der Straßenbaumaschine ein Draht gespannt wird, der von der Maschine aus abgetastet werden kann.

[0004] Bei Maschinen mit starr in dem Maschinenrahmen gelagerten Arbeitswalzen kann der Abstand relativ zum Maschinenrahmen gemessen werden.

[0005] Bei Maschinen, bei denen die Arbeitswalze relativ zum Maschinenrahmen einstellbar ist, muss zusätzlich der Abstand der Arbeitswalze von dem Maschinenrahmen berücksichtigt werden.

[0006] Ein vorteilhafter Referenzort im Falle einer Straßenoberfläche findet sich häufig in der Fahrbahnmitte, da die Fahrbahn dort kaum Beschädigungen, Verdrückungen oder sonstige Unebenheiten aufweist.

[0007] Es ist diesbezüglich bereits bekannt, einen Wagen neben der Straßenbaumaschine längs der Fahrbahnmitte zu bewegen, der über ein Teleskop mit der Straßenbaumaschine verbunden ist. Das Teleskop dient dazu, einen unterschiedlichen seitlichen Abstand des Wagens einzustellen. Am freien Ende der Teleskopstange befindet sich ein Wegaufnehmer, der den Abstand der Teleskopstange relativ zur Boden- oder Straßenoberfläche erfasst. Bei dieser Teleskoplösung ist vorteilhaft, dass bei einer Bearbeitung einer zweiten Arbeits- oder Frässpur der gleiche Referenzort neben oder auf der Straßenmittellinie verwendet werden kann.

[0008] Nachteilig ist bei dieser Lösung, dass durch das weite Auskragen des Teleskopauslegers eine relevante Verformung des Teleskopauslegers nicht ausgeschlossen werden kann, so dass die Abstandsmessung dadurch verfälscht werden kann.

[0009] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Straßenbaumaschine der eingangs genannten Art bzw. ein Verfahren zum Steuern des Abstandes einer Straßenbaumaschine von einer Bodenoberfläche zu schaffen, bei der die Abstandsmessung mit erhöhter Genauigkeit und mit einer höheren Reproduzierbarkeit, sowie mit einem geringeren apparativen Aufwand durchführbar ist.

[0010] Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. 13.

[0011] Dadurch, dass ein eine Referenzebene repräsentierender Messstrahl auf einen mit Abstand von dem Sender angeordneten Empfänger gerichtet ist, kann der Abstand von der Bodenoberfläche zur Referenzebene mit hoher Genauigkeit und Reproduzierbarkeit gemessen werden, ohne dass ein Mechanismus, der den Empfänger oder den Sender synchron zu der Straßenbaumaschine bewegt, einen Einfluss auf das Messergebnis haben kann. Vor Beginn der Arbeiten kann die Messeinrichtung kalibriert werden.

[0012] Das detektierte Abstandssignal kann daher unmittelbar über die Nivelliereinrichtung den Abstand des Maschinenrahmens zur Bodenoberfläche steuern.

[0013] Dabei ist vorgesehen, dass der Sender oder der Empfänger in einem vorgebbaren Abstand seitlich von dem Maschinenrahmen auf der Bodenoberfläche längs eines fortschreitenden Referenzortes bewegbar ist.

[0014] Der vorgebbare seitliche Abstand von der Straßenbaumaschine bzw. dem Maschinenrahmen dient dazu, die Lage des mit der Straßenbaumaschine mitbewegten Referenzortes beispielsweise längs einer Straßenmittellinie festzulegen. Bei mehreren Arbeitsspuren besteht die Möglichkeit, die Abtastung durch den Empfänger an dem gleichen Referenzort durchzuführen, der der Bearbeitung der ersten Arbeitsspur zugrundelag.

[0015] Vorzugsweise ist vorgesehen, dass in dem Maschinenrahmen eine Arbeitswalze gelagert ist und dass der Sender oder der Empfänger in einer im Wesentlichen orthogonal zur Referenzebene verlaufenden Ebene, die auch durch die Drehachse der Arbeitswalze verläuft, angeordnet ist.

[0016] Durch die Anordnung des Senders oder des Empfängers in einer gemeinsamen im wesentlichen vertikalen Ebene mit der Arbeitswalzenachse kann der gemessene Abstandswert in Form eines Messsignals ohne Umrechnung durch die Nivelliereinrichtung verwendet werden, um eine Abstandssteuerung des Maschinenrahmens und damit der Arbeitswalze vorzunehmen.

[0017] Liegt der Referenzort in Relation zur Drehachse der Arbeitswalze in Fahrtrichtung vor oder hinter der Drehachse, ist eine Umrechnung erforderlich, der eine Schräglage des Maschinenrahmens in Längsrichtung bezogen auf die Fahrtrichtung berücksichtigt.

[0018] Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Sender oder der Empfänger auf einem Wagen angeordnet ist, der synchron mit dem Maschinenrahmen in Fahrtrichtung längs des Referenzortes auf der Bodenoberfläche bewegbar ist.

[0019] Der Sender oder der Empfänger ist dabei auf einem vorzugsweise mit Rollen versehenen Wagen angeordnet, der den Referenzort überfährt.

[0020] Dabei erstreckt sich der Empfänger über eine ausreichende Höhe in Relation zur Referenzebene, um die Lage der Referenzebene detektieren zu können.

[0021] Der Sender oder der Empfänger ist auf einem Wagen angeordnet, der über ein seitlich zu dem Maschinenrahmen teleskopierbares Koppelelement gelenkig an dem Maschinenrahmen befestigt ist. Beispielsweise können mindestens zwei mit Abstand voneinander angeordnete Gelenke vorgesehen sein, deren Achsen parallel zur Fahrtrichtung oder parallel zu Fräswalzenachse verlaufen.

[0022] Der Empfänger kann mehrere orthogonal zur Bodenoberfläche am Referenzort oder zu dem Maschinenrahmen angeordnete Sensoren aufweisen, die die Lage der Referenzebene messen können. Die Sensoren sind beispielsweise auf einem Wagen derart angeordnet, dass sie orthogonal zur Bodenfläche verlaufen, auf der der Wagen abrollt. Alternativ verlaufen am Maschinenrahmen angeordnete Sensoren orthogonal zu einer zu dem Maschinenrahmen parallelen Ebene. Dabei sind die Sensoren aneinander angereiht, wobei der Abstand der Sensoren die Auflösung der Messung bestimmt. Beispielsweise sind die Sensoren lichtempfindliche Sensoren, die eine aus Licht gebildete Referenzebene detektieren können.

[0023] Der Empfänger kann auch mehrere orthogonal und parallel zu den jeweiligen Ebenen verlaufende Sensoren aufweisen, die die Lage der Referenzebene hinsichtlich Abstand und Neigung messen.

[0024] Es ist somit beispielsweise möglich, mit der Anordnung mehrerer Sensoren in einer zu der Bodenoberfläche parallelen Ebene außer dem Abstand auch die momentane Neigung der Referenzebene zu dem momentanen Referenzort zu messen. Auf diese Weise ist es nicht nur möglich, den Abstand des Maschinenrahmens und damit des Arbeitswerkzeugs in Höhe der Arbeitswalze zu steuern, sondern zusätzlich auch die Höhenverstelleinrichtungen so zu steuern, dass der Maschinenrahmen parallel zum momentanen Referenzort verläuft.

[0025] Es ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Sender Messstrahlen in Form von kohärentem Licht linear, sektorförmig oder unter einem Winkel bis zu 360° aussendet und die Referenzebene von diesem vom Empfänger detektierbaren Licht gebildet ist.

[0026] Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass ein Sender an dem Maschinenrahmen eine Referenzebene aufspannt, die parallel zu dem Maschinenrahmen verläuft, dass ein sich im wesentlichen in orthogonaler Richtung zu der Bodenoberfläche an dem Referenzort bis über die Referenzebene erstreckender Empfänger parallel zu und synchron mit dem Maschinenrahmen bewegbar ist, der den Abstand der Referenzebene zu dem momentanen Referenzort detektiert.

[0027] Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Empfänger ein transparentes, sich bis über die Referenzebene erstreckendes Gehäuse aufweist, das die Sensoren orthogonal zu der Bodenfläche am Referenzort in linearer Anordnung enthält.

[0028] Es kann vorgesehen sein, dass mehrere Sensoren in einer zur Bodenfläche am momentanen Referenzort parallelen Ebene angeordnet sind.

[0029] Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der Referenzort der Bodenoberfläche sich längs einer Straßenmittellinie befindet.

[0030] Der Sender ist vorzugsweise auf der dem Referenzort zugewandten Seite des Maschinenrahmens angeordnet.

[0031] Es kann vorgesehen werden, dass der Abstand der Abstützmittel des Wagens auf der Bodenoberfläche längs des Referenzortes so gewählt ist, dass Unebenheiten des Referenzortes in Fahrtrichtung ausgeglichen werden. Der Wagen, der den Empfänger trägt, hat vorzugsweise einen großen Achsabstand der Wagenräder in Längsrichtung, d.h. in Fahrtrichtung. Anstelle oder zusätzlich zu den Wagenrädern können auch andere Abstützmittel vorgesehen sein, z.B. Gleitkufen, die seitlich an dem Wagen angebracht werden und eine erheblich größere Länge aufweisen als der Achsabstand der Wagenräder. Es versteht sich, dass der wagen auch je Achse zwei Wagenräder nebeneinander aufweisen kann.

[0032] Alternativ kann der Wagen auch von den Gleitkufen getragen werden oder die Wagenräder können an den Enden der Gleitkufen angeordnet sein. Bei einer weiteren Alternative sind in Fahrtrichtung an dem Wagen oder den Gleitkufen mehrere Wagenräder beispielsweise mit geringem gegenseitigen Abstand angeordnet.

[0033] Bei einem Verfahren zum Steuern des Abstandes des auf einer Bodenoberfläche bewegten Maschinenrahmens einer Straßenbaumaschine zu einem Referenzort der Bodenoberfläche neben der Straßenbaumaschine in Abhängigkeit von Steuersignalen einer Nivelliereinrichtung, wobei der Abstand des Maschinenrahmens zu der Bodenoberfläche gemessen wird und der Maschinenrahmen beim Überfahren der Bodenoberfläche in einem einstellbaren orthogonalen Abstand zu dem Referenzort der Bodenoberfläche gehalten wird, ist vorgesehen, dass eine zu dem Maschinenrahmen oder zu der Bodenoberfläche an einem Referenzort parallele Referenzebene durch mindestens einen Messstrahl eines Senders repräsentiert wird, wobei die Referenzebene von einem im wesentlichen orthogonal zu der jeweils anderen zu der Bodenoberfläche an einen Referenzort oder zu dem Maschinenrahmen parallelen Ebene verlaufenden Empfängers detektiert wird und damit der Abstand der Fräswalzenachse zu der Bodenoberfläche am Referenzort gemessen wird.

[0034] Insbesondere kann eine zu dem Maschinenrahmen parallele Referenzebene aufgespannt werden und ein sich im wesentlichen in orthogonaler Richtung zu der Bodenoberfläche an dem Referenzort bis über die Referenzebene erstreckender Empfänger in einem vorgebbaren Abstand seitlich von dem Maschinenrahmen auf der Bodenoberfläche längs des Referenzortes, sowie parallel zu und synchron mit dem Maschinenrahmen bewegt werden, der den Abstand des momentanen Referenzortes der Bodenoberfläche zu der Referenzebene detektiert.

[0035] Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass bei Inbetriebnahme der Straßenbaumaschine die aktuelle Lage der Referenzebene als Ausgangswert gespeichert wird, von dem aus Abweichungen des Abstandes der Referenzebene zu dem momentanen Referenzort gemessen werden.

[0036] Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.

[0037] Es zeigen:

Fig. 1

eine Straßenbaumaschine, insbesondere eine Straßenfräsmaschine,

Fig. 2

eine schematische Draufsicht auf eine Bearbeitungssituation auf einer Straßenoberfläche,

Fig. 3

der erfindungsgemäße Empfänger auf einem Wagen,

Fig. 4

eine alternative Ausführungsform mit zwei Empfängern,

Fig. 5

einen Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 3, und

Fig. 6

ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel, das die Anordnung von Gleitkufen zeigt.

[0038] Fig. 1 zeigt eine Straßenbaumaschine 1 am Beispiel einer Straßenfräsmaschine. Die Straßenbaumaschine 1 weist einen Maschinenrahmen 2 auf, der von einem beispielsweise aus Kettenlaufwerken bestehenden Fahrwerk 4 getragen wird, das über mindestens drei Höhenverstelleinrichtungen 8 in Form von Hubsäulen mit dem Maschinenrahmen 2 verbunden ist. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind bei dem Ausführungsbeispiel vier Hubsäulen vorgesehen, mit denen der Maschinenrahmen 2 in eine vorgegebenen Ebene gebracht werden kann, die vorzugsweise parallel zur Bodenoberfläche 6 verläuft, auf denen die Kettenlaufwerke des Fahrwerks 4 stehen. Bei einer horizontalen Bodenoberfläche 6 würde im Normalfall der Maschinenrahmen 2 horizontal ausgerichtet sein.

[0039] Die in Fig. 1 gezeigte Straßenfräsmaschine weist eine Arbeitswalze 22 zwischen den Kettenlaufwerken des Fahrwerks 4 auf.

[0040] Die Arbeitswalze 22 ist in dem Fall einer Straßenfräsmaschine eine Fräswalze. Andere Bauformen einer Straßenbaumaschine können die Fräswalze beispielsweise auch in Höhe der hinteren Kettenlaufwerke oder Räder des Fahrwerks 4 aufweisen. Ebenso können die Transporteinrichtungen zum Abtransport der abgefrästen Bodenmaterials am vorderen 7 oder hinteren Ende der Straßenbaumaschine 1 angeordnet sein.

[0041] Die Straßenbaumaschine 1 weist eine Nivelliereinrichtung 10 auf, die ein Abstandssignal, das für den Abstand zwischen Maschinenrahmen 2 und Bodenoberfläche 6 repräsentativ ist, empfängt und in Abhängigkeit von diesem Abstandssignal die Höhenverstelleinrichtungen 8 derart steuert, dass ein vorgegebener Abstand des Maschinenrahmens 2 und damit auch der Arbeitswalze 22 zu der Bodenoberfläche eingehalten wird. Die Nivelliereinrichtung 10 weist hierzu eine Eingabe- und Bedienungseinrichtung auf dem Fahrstand auf, sowie einen Sender 15, der einen für eine zu der Ebene des Maschinenrahmens 2 parallele Ebene repräsentativen Messstrahl 17 aussendet. Der Messstrahl 17 ist dabei auf einen Empfänger 16 gerichtet, der die Bodenoberfläche 6 längs einem Referenzort 12 abtastet, derart, dass der Abstand der zu dem Maschinenrahmen 2 parallelen Referenzebene 14 zu dem Referenzort 12 mit Hilfe von für den Messstrahl 17 empfindliche Sensoren 32 detektiert werden kann.

[0042] Der Sender 15 kann einen einzelnen Messstrahl 17 aussenden, mehrere nebeneinander angeordnete, in der Referenzebene 14 liegende Messstrahlen 17 aussenden oder sektorförmig Messstrahlen 17 in einer Ebene aussenden bis hin zu einer Abstrahlung bis zu 360°. Der Sender 15 kann an einer beliebigen Stelle des Maschinenrahmens 2 befestigt sein, die eine freie Sichtverbindung zu dem Empfänger 16 ermöglicht und ist daher auch vorzugsweise auf der dem Referenzort 12 zugewandten Seite der Straßenbaumaschine 1 am Maschinenrahmen 2 befestigt.

[0043] Der Empfänger 16 wird vorzugsweise auf einem Wagen 26 längs des Referenzortes 12 bewegt, wobei der Wagen 26 gelenkig über eine seitlich von dem Maschinenrahmen 2 zur Seite hin teleskopierbares Koppelelement 28 mit dem Maschinenrahmen 2 verbunden ist.

[0044] Zwischen dem Wagen 26 und dem Maschinenrahmen 2 sind hierzu mindestens zwei Gelenke vorgesehen, deren Achsen vorzugsweise parallel zur Fahrtrichtung 9 oder parallel zur Fräswalzenachse 23 verlaufen. Um auch Neigungsdifferenzen messen zu können, kann beispielsweise zwischen Teleskopstange und dem Wagen 26 auch ein Kugelgelenk vorgesehen sein, wobei dann dafür gesorgt werden muss, dass der Wagen dem Referenzort 12 folgt.

[0045] Das teleskopierbare Koppelelement 28 dient dazu, einen variablen seitlichen Abstand des Wagens 26 zu dem Maschinenrahmen 2 zu ermöglichen. Wenn bei breiten Straßen die Straßenbaumaschine 1 in mehreren Spuren über die Bodenoberfläche 6 verfahren werden muss, ermöglicht die Teleskopierbarkeit, dass der gleiche Referenzort 12 für jede Fahrspur gewählt werden kann.

[0046] Wie aus Fig. 2 ersichtlich, kann der Referenzort 12 in der Nähe der Mitte einer Fahrbahnbreite verlaufen, da dieser Ort die geringsten Beschädigungen, Verwerfungen oder Welligkeiten der Bodenoberfläche 6 aufweist.

[0047] Fig. 2 zeigt eine Rundumabstrahlung des Senders 15. Eine derartige Abstrahlung der Messstrahlen 17 zum Aufspannen einer Referenzebene 14 ist beispielsweise dann von Vorteil, wenn mehrere Empfänger 16, z.B. am vorderen und am hinteren Ende der Straßenbaumaschine 1 vorgesehen sind. Eine sektorweise Abstrahlung der Messstrahlen 17 würde bereits genügen, um auch bei unterschiedlichen seitlichen Abständen des Referenzortes 12 zum Maschinenrahmen 2 eine Abstandsmessung vornehmen zu können.

[0048] Im Extremfall genügt ein einziger Messstrahl 17 beispielsweise einer Laserdiode, wenn der Messstrahl 17 auf den Empfänger 16 ausgerichtet werden kann.

[0049] Fig. 3 zeigt ein Beispiel eines Empfängers 16, der auf einem Wagen 26 angeordnet ist, der auf Wagenrollen 30 entlang des Referenzortes 12 auf der Bodenoberfläche 6 bewegt wird. Die Anordnung der Sensoren 32 ist schematisch dargestellt und ist im einfachsten Fall eine lineare Anordnung der Sensoren 32 orthogonal zu dem Referenzort 12 der Bodenoberfläche 6. Die Referenzebene 14 ist als gestrichelte Linie angezeigt, wobei der das Messsignal empfangende Sensor 32 als schwarzer Punkt dargestellt ist. Es versteht sich, dass die Auflösung umso besser ist, je geringer der Abstand zwischen den einzelnen Sensoren 32 ist.

[0050] Im Hintergrund ist schematisch als Kreis die Arbeitswalze 22 dargestellt, um anzudeuten, dass eine bevorzugte Position des Empfängers 16 in der orthogonal zur Bodenoberfläche 6 verlaufenden Ebene durch die Fräswalzenachse 23 verläuft.

[0051] Wie bereits ausgeführt, können auch zwei Wagen 26 am vorderen und am hinteren Ende der Straßenbaumaschine 1 vorgesehen sein. In diesem Fall ist auch die Messung der Längsneigung der Referenzebene 14 möglich. Zur Steuerung des Abstandes des Maschinenrahmens 2 in Höhe der Fräswalzenachse 23 muss die Nivelliereinrichtung 10 eine Umrechnung, die sich aus den geometrischen Daten der Straßenbaumaschine 1 ergibt, vornehmen.

[0052] Fig. 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem auf einem Wagen 26 zwei Empfänger 16 mit gegenseitigem Abstand angeordnet sind. Die Referenzebene 14 ist mit einer Längsneigung dargestellt, die mit Hilfe der Sensoren 32 der beiden Empfänger 16 gemessen werden kann.

[0053] Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch das Ausführungsbeispiel der Fig. 3, aus der eine mögliche Anordnung der Sensoren 32 in einer bodenparallelen Anordnung ersichtlich ist. In der einfachsten Ausführungsform befindet sich in dem beispielsweise aus Plexiglas bestehenden Gehäuse 38 des Empfängers 16 nur ein Sensor 32 in einer bodenparallelen Ebene. Alternativ können aber mehrere Sensoren 32 in einer Ebene angeordnet sein. Fig. 5 zeigt beispielsweise acht Sensoren 32.

[0054] Sofern mit der Anordnung der Sensoren 32 keine Neigungen gemessen werden sollen, kann jeweils nur derjenige Sensor 32 in der Ebene aktiviert sein, der das stärkste Signal erhält. Die kreisförmige Anordnung der Sensoren 32 könnte aber auch, insbesondere bei größeren Dimensionen des nur beispielsweise kreisförmigen Gehäuses 38 auch dazu benutzt werden, eine Neigung der Referenzebene 14 zu messen, und zwar sowohl als Längs- als auch als Querneigung des Maschinenrahmens 2 der Straßenbaumaschine 1.

[0055] Voraussetzung ist dabei, dass der Wagen 26 parallel zu dem Maschinenrahmen 2 gehalten wird, im Übrigen aber gelenkig mit dem Maschinenrahmen 2 gekoppelt ist, und zwar gelenkig um eine zur Fräswalzenachse 23 parallele Achse und gelenkig hinsichtlich einer zu der Fräswalzenachse 23 orthogonalen, in Fahrtrichtung 9 parallelen Achse.

[0056] Fig. 6 zeigt schließlich ein weiteres Ausführungsbeispiel, das mit zwei Empfängern 16 versehen ist, aber selbstverständlich auch nur einen Empfänger 16 aufweisen kann. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist an zumindest einer Seite des Wagens 26 eine Gleitkufe 40 vorgesehen, die eine solche Länge aufweist, dass sie Längswelligkeiten der Bodenoberfläche am Referenzort 12 besser ausgleichen lassen.

[0057] Bei einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform können die Wagenräder 30 auch an den Enden der Gleitkufen 40 angeordnet sein.

[0058] Die gezeigten Ausführungsbeispiele zeigen die Anordnung des Senders 15 am Maschinenrahmen und die Anordnung des Empfängers 16 auf einem verfahrbaren Wagen 26. Es versteht sich, dass auch eine umgekehrte Anordnung, nämlich der Sender 15 auf dem verfahrbaren Wagen 26 und der Empfänger am Maschinenrahmen möglich ist. In diesem Fall würde vom Wagen 26 aus in einer vorgegebenen Höhe ein oder mehrere Messstrahlen 17 in Richtung auf den Maschinenrahmen abgestrahlt werden, wobei die Sensoren 32 des Empfängers 16 an geeigneten Stellen orthogonal zu der zum Maschinenrahmen 2 parallelen Ebene an den Seitenflächen der Straßenbaumaschine 1 angeordnet sind.

[0059] Bei einem Aufspannen einer rundum abgestrahlten oder zumindest in Richtung auf die Straßenbaumaschine 1 abgestrahlten Referenzebene 14 besteht auch die Möglichkeit, zwei Empfangseinrichtungen am vorderen und am hinteren Ende Straßenbaumaschine 1 anzuordnen, mit denen beispielsweise auch die Längsneigung der Straßenbaumaschine detektiert werden kann. Weist die Empfangseinrichtung außer den orthogonal zur Ebene des Maschinenrahmens 2 angeordnete Sensoren 32 auch solche parallel zu dem Maschinenrahmen 2 angeordnete Sensoren auf, ist auch die Messung einer Querneigung des Maschinenrahmens 2 in Relation zum Referenzort 12 der Bodenoberfläche 6 möglich.

[0060] Hierzu ist anzumerken, dass die Straßenbaumaschine 1 überwiegend mit einer vorgegebenen Querneigung betrieben wird, um bei einer neu zu erstellenden Straßenoberfläche das Ablaufen von Wasser zu gewährleisten.

Ansprüche

1. Straßenbaumaschine (1) mit einem Maschinenrahmen (2) und einem den Maschinenrahmen (2) in einer Ebene tragenden Fahrwerk (4), das sich auf einer Bodenoberfläche (6) in Fahrtrichtung (9) bewegt und das Höhenverstelleinrichtungen (8) aufweist, die die Lage der Ebene des Maschinenrahmens (2) in Abhängigkeit von Steuersignalen einer Nivelliereinrichtung (10) einstellen, wobei die Nivelliereinrichtung (10) den Abstand der Bodenoberfläche (6) an einem momentanen Referenzort (12) der Bodenoberfläche (6) zu dem Maschinenrahmen (2) misst und die Höhenverstelleinrichtungen (8) derart steuert, dass die Ebene des Maschinenrahmens (6) in einem eingestellten orthogonalen Abstand zu dem Referenzort (12) der Bodenoberfläche (6) bewegbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass an dem Maschinenrahmen (2) ein Sender (15) fest angeordnet ist, und ein Empfänger (16) parallel zu und synchron mit dem Maschinenrahmen (2) neben dem Maschinenrahmen (2) entlang des momentanen Referenzortes (12) bewegbar ist, oder
dass an dem Maschinenrahmen (2) ein Empfänger (16) fest angeordnet ist und ein Sender (15) parallel zu und synchron mit dem Maschinenrahmen (2) neben dem Maschinenrahmen (2) entlang des momentanen Referenzortes (12) bewegbar ist,
wobei der Sender (15) mindestens einen für eine Referenzebene (14) repräsentativen Messstrahl (17) aussendet, der von dem Empfänger (16) detektierbar ist, und der entweder eine zu dem Maschinenrahmen (2) parallele Ebene oder eine zu der Bodenoberfläche (6) am Referenzort (12) parallele Ebene repräsentiert,
wobei aus der detektierten Lage der Referenzebene (14) der momentane Abstand des Maschinenrahmens (2) zu dem momentanen Referenzort (12) messbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (15) oder der Empfänger (16) in einem vorgebbaren Abstand seitlich von dem Maschinenrahmen (2) auf der Bodenoberfläche (6) bewegbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Maschinenrahmen (2) eine Arbeitswalze (22) gelagert ist und dass der Sender (15) oder der Empfänger (16) in einer orthogonal zur Referenzebene (14) verlaufenden Ebene, die auch im wesentlichen durch die Drehachse (20) der Arbeitswalze (22) verläuft, angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender oder Empfänger (16) auf einem Wagen (26) angeordnet ist, der synchron zu dem Maschinenrahmen (2) in Fahrtrichtung (9) auf der Bodenoberfläche (6) bewegbar ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (15) oder der Empfänger (16) auf einem Wagen (26) angeordnet ist, der über ein seitlich zur Längsrichtung des Maschinenrahmens (2) telekopierbares Koppelelement (28) gelenkig an dem Maschinenrahmen (2) befestigt ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfänger (16) mehrere orthogonal zur Bodenfläche (6) am Referenzort (12) oder zu der zu dem Maschinenrahmen (2) parallelen Ebene angeordnete Sensoren (32) aufweist, die den Abstand der Referenzebene (14) zu der Bodenfläche (6) am Referenzort (12) bzw. zu der Fräswalzenachse (23) parallelen Ebene messen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfänger (16) mehrere orthogonal und parallel zur Bodenfläche (6) am Referenzort (12) bzw. zu der zu dem Maschinenrahmen (2) parallelen Ebene verlaufende Sensoren (32) aufweist, die eine Messung hinsichtlich Abstand und Neigung zulassen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (15) kohärentes Licht linear, sektorförmig oder unter einem Winkel bis zum 360° aussendet und die Referenzebene (14) von diesem vom Empfänger (16) detektierbaren Licht gebildet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Empfänger (16) ein transparentes, sich bis über die Referenzebene (14) erstreckendes Gehäuse (38) aufweist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sender (15) an dem Maschinenrahmen (2) eine Referenzebene (14) aus mehreren Messstrahlen (17) aufspannt, die im wesentlichen parallel zu dem Maschinenrahmen (2) verläuft, dass ein sich im wesentlichen in orthogonaler Richtung zu der Bodenoberfläche (6) an dem Referenzort (12) bis über die Referenzebene (14) erstreckender Empfänger (16) parallel zu und synchron zu den Maschinenrahmen (2) bewegbar ist, der den Abstand der Referenzebene (14) zu dem momentanen Referenzort (12) auf der Bodenoberfläche (6) detektiert.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzort (12) der Bodenoberfläche (6) sich längs einer Straßenmittellinie (36) befindet.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Abstützmittel (30) des Wagens (26) auf der Bodenoberfläche (6) längs des Referenzortes (12) so gewählt ist, dass Unebenheiten des Referenzortes (12) in Bewegungsrichtung ausgeglichen werden.

13. Verfahren zum Steuern des Abstandes des auf einer Bodenoberfläche (6) bewegten Maschinenrahmens (2) einer Straßenbaumaschine (1) zu einem Referenzort (12) der Bodenoberfläche (6) neben der Straßenbaumaschine (1) in Abhängigkeit von Steuersignalen einer Nivelliereinrichtung (10), wobei der Abstand des Maschinenrahmens (2) zu der Bodenoberfläche (6) an einem Referenzort (12) gemessen wird und der Maschinenrahmen (2) beim Überfahren der Bodenoberfläche (6) in einem einstellbaren orthogonalen Abstand zu einem Referenzort (12) der Bodenoberfläche (6) gehalten wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine zu dem Maschinenrahmen (2) oder zu der Bodenoberfläche (6) an einem Referenzort (12) parallele Referenzebene (14) durch mindestens einen Messstrahl (17) eines Senders (15) repräsentiert wird, wobei die Referenzebene (14) von einem im wesentlichen orthogonal zu der jeweils anderen zu der Bodenoberfläche (6) an einen Referenzort (12) oder zu dem Maschinenrahmen (2) parallelen Ebene verlaufenden Empfängers (16) detektiert wird und damit der Abstand des Maschinenrahmens (2) zu der Bodenoberfläche (6) am Referenzort (12) gemessen wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine zu dem Maschinenrahmen (2) parallele Referenzebene (14) aufgespannt wird und dass ein sich im wesentlichen in orthogonaler Richtung zu der Bodenoberfläche (6) an dem Referenzort (12) bis über die Referenzebene (14) erstreckender Empfänger (16) in einem vorgebbaren Abstand seitlich von dem Maschinenrahmen (2) auf der Bodenoberfläche (6) längs des Referenzortes (12), sowie parallel zu und mit dem Maschinenrahmen (2) bewegt wird, der den Abstand des momentanen Referenzortes (12) der Bodenoberfläche (12) zu der Referenzebene (14) detektiert.

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass bei Inbetriebnahme der Straßenbaumaschine (1) die aktuelle Lage der Referenzebene (14) als Ausgangswert gespeichert wird, von dem aus Abweichungen des Abstandes der Referenzebene (14) zu dem momentanen Referenzort (12) gemessen werden.

Zeichnung