BESCHICKERFAHRZEUG MIT SENSOR

Abstract

 Beschickerfahrzeug (1) zum Beladen eines Straßenfertigers (3) mit Einbaumaterial (23), wobei das Beschickerfahrzeug (1) einen Bedienstand (7), einen Gutbunker (9), eine Förderbandanlage (11, 13) und ein elektronisches Steuerungssystem (15) umfasst. Die Förderbandanlage (11, 13) umfasst ein Förderband (17, 19), sowie einen oder mehrere Sensoren (21), welche dazu konfiguriert sind, die Temperaturverteilung und/oder die Korngrößenverteilung des auf dem Förderband (17, 19) befindlichen Einbaumaterials (23) zu messen.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Beschickerfahrzeug sowie einen Verbund aus einem Beschickerfahrzeug und einem Straßenfertiger.

[0002] Auf Baustellen, auf denen Straßendecken, wie beispielsweise Asphalt-, Tragschicht-, oder Binderdecken hergestellt werden, kommen Straßenfertiger zum eigentlichen Einbau der Straßendecke sowie Beschickerfahrzeuge zum Beladen der Straßenfertiger mit Einbaumaterial zum Einsatz. Das heiße Einbaumaterial wird zunächst von einem LKW in den Gutbunker des Beschickerfahrzeugs abgekippt. Eine Förderbandanlage des Beschickerfahrzeugs übergibt dann das Einbaumaterial in den Gutbunker des Straßenfertigers. Das Beschickerfahrzeug dient somit zum Vorhalten eines Materialpuffers und kann das Baustellenmanagement verbessern, indem es mehrere Straßenfertiger, beispielsweise beim Heiß-an-Heiß-Einbau, belädt. Darüber hinaus kann das Beschickerfahrzeug Vorrichtungen zur Durchmischung bzw. Homogenisierung des Einbaumaterials aufweisen, wodurch die Qualität des Einbaumaterials erhalten bleibt. Dabei ist auch die Kontrolle der Eigenschaften des verwendeten Einbaumaterials von Bedeutung, um einen Straßenbelag in der gewünschten Qualität zu erhalten. Zudem ist es gesetzlich vorgeschrieben, die Temperatur des verwendeten Asphaltmischguts zu dokumentieren. Als qualifizierte Verfahren sind dazu derzeit die Temperaturmessung des Asphaltmischguts mit einem Einstechthermometer an hierfür vorgesehenen Messöffnungen an der Thermomulde sowie die Temperaturmessung mit einem Einstechthermometer im Gutbunker des Beschickerfahrzeugs oder Straßenfertigers zu Beginn der Entladung des Transportfahrzeugs sowie nach der Hälfte der Entladung und am Ende der Entladung vorgesehen. Beide Verfahren sind manuell durchzuführen und dadurch äußerst aufwändig. Letzteres ist zudem für die ausführende Person sehr gefährlich.

[0003] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur verbesserten Überwachung der Materialeigenschaften des Einbaumaterials bereitzustellen.

[0004] Die Aufgabe wird gelöst durch ein Beschickerfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einem Verbund aus einem Beschickerfahrzeug und einem Straßenfertiger gemäß Anspruch 13. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

[0005] Ein erfindungsgemäßes Beschickerfahrzeug zum Beladen eines Straßenfertigers mit Einbaumaterial umfasst einen Bedienstand, einen Gutbunker, eine Förderbandanlage und ein elektronisches Steuerungssystem. Die Förderbandanlage umfasst wiederum ein Förderband, sowie einen oder mehrere Sensoren, welche dazu konfiguriert sind, die Temperaturverteilung und/oder die Korngrößenverteilung des auf dem Förderband befindlichen Einbaumaterials zu messen. Diese beiden Eigenschaften sind die entscheidenden Indikatoren dafür, ob ein gut durchmischtes und ausreichend formbares Einbaumaterial vorliegt, um so einen homogenen, stabilen Straßenbelag zu fertigen. Die Sensoren können automatisch und kontinuierlich im laufenden Einbaubetrieb die Materialeigenschaften des von dem Förderband an den Sensoren vorbei transportierten Einbaumaterials messen. Das Einbaumaterial ist auf dem Förderband ausreichend weit auseinandergezogen um genaue Messwerte zu erhalten und es kann dadurch die dort gemessene Oberflächentemperatur des Einbaumaterials als Kerntemperatur für den folgenden Einbau angenommen werden. Eine aufwändige, den Einbauprozess unterbrechende, und für einen Arbeiter gefährliche manuelle Messung ist nicht mehr nötig.

[0006] Typischerweise ist der Sensor ein Pyrometer, eine Kamera, ein Laser-Sensor oder ein Ultraschall-Sensor. Die Messverfahren sind somit berührungslos, was ein Verschmutzen oder Beschädigen des Sensors durch Einbaumaterial weitestgehend ausschließt. Auch ist es dadurch möglich, den Förderprozess aufrechtzuerhalten. Mit den erwähnten Sensortypen können insbesondere zweidimensionale Infrarot- oder optische Aufnahmen erhalten werden, welche exakte Messdaten für die Temperatur- sowie die Korngrößenverteilung liefern. Die Sensoren sind exakt justiert und mit einem definierten Abstand zu dem Förderband angeordnet, so dass die Korngröße mittels einer geeigneten Bildverarbeitungssoftware aus den Aufnahmen der Kamera bestimmt werden kann. Dabei können sich die gemessenen Abschnitte des Materialstroms zweckmäßig aneinander anschließen, wobei aber auch eine Überlappung möglich ist. Ebenso ist eine Berechnung von Mittelwerten aus den erhaltenen Daten möglich, um Messwerte für größere Materialabschnitte anzugeben.

[0007] In einer gängigen Variante weist das Beschickerfahrzeug mehrere Förderbandanlagen mit jeweils einem Förderband und einem oder mehreren Sensoren auf. So fördert ein erstes Förderband das Einbaumaterial von dem in Fahrtrichtung vorne gelegenen Gutbunker zur Rückseite des Beschickerfahrzeugs und lädt das Material auf ein zweites, zumeist schwenk- und/oder höhenverstellbares Förderband, welches zur Übergabe des Einbaumaterials an einen Straßenfertiger dient. So können Messungen der beiden unterschiedlichen Positionen verglichen und gemittelt werden, um mögliche systematische Messfehler auszuschließen. Auch kann bei Ausfall eines Sensors der jeweils andere noch Messdaten liefern, was weiterhin eine ausreichende Überwachung und Dokumentierung der Materialeigenschaften des Einbaumaterials erlaubt.

[0008] Zweckmäßig ist das elektronische Steuerungssystem dazu konfiguriert, die von dem Sensor ermittelten Messwerte zu empfangen, zu verarbeiten, zu speichern und weiterzuleiten. Das Steuerungssystem weist, wie von gängigen Datenverarbeitungssystemen bekannt, die dazu nötigen Komponenten, wie eine Speichereinheit, eine Recheneinheit, eine Betriebssoftware und dazu gehörige Hard- und Softwareschnittstellen auf. Das elektronische Steuerungssystem entspricht damit allen üblichen Anforderungen an eine digitale Datenverarbeitung. Das Steuerungssystem kann neben der Sensorüberwachung auch andere Funktionen des Beschickerfahrzeugs steuern sowie als dessen zentrales elektronisches Steuerungssystem dienen.

[0009] In einer vorteilhaften Variante ist das elektronische Steuerungssystem dazu konfiguriert, Daten oder Signale an eine externe Kommunikationseinheit, insbesondere eines Straßenfertigers oder eines zentralen Baustellenmanagementsystems, zu übermitteln. Dazu können besonders zweckmäßig drahtlose Übertragungswege verwendet werden, wofür die benötigten Vorrichtungen, wie beispielsweise Antennen, an dem Beschickerfahrzeug angebracht sind. Durch die Datenkommunikation mit dem Straßenfertiger kann dieser den Einbauprozess an die ermittelten Materialdaten anpassen, beispielsweise die Einbaugeschwindigkeit und damit verbundene Funktionen wie die Geschwindigkeit der Verteilerschnecke und des Kratzerbands ändern, die Bohlenheizung oder noch weitere Funktionen anpassen. Eine Datenkommunikation mit einem Baustellenmanagementsystem ermöglicht die zentrale Steuerung, Überwachung und Dokumentation der Prozesse auf der Baustelle. So können beispielsweise LKWs mit heißerem Asphalt angefordert werden. Derartige Vorgänge können allerdings auch direkt von einem Straßenfertiger oder einem Beschickerfahrzeug ausgelöst werden, wenn die elektronischen Steuerungssysteme dazu ausgelegt sind. Es ist also eine Reaktion auf die ermittelten Messwerte ohne Zeitverzögerung möglich. Nötigenfalls kann der Einbaubetrieb auch gestoppt werden, wenn die Materialeigenschaften des Einbaumaterials nicht innerhalb der nötigen Grenzen liegen um ein einwandfreies Einbauergebnis zu erzielen. Somit wird auch ein Entfernen und Ersetzen von mangelhaftem Straßenbelag vermieden. Neben der Übermittlung von Daten von dem Beschickerfahrzeug an externe Kommunikationseinheiten ist auch eine bidirektionale Datenkommunikation möglich, so dass auch der Betrieb des Beschickerfahrzeugs von außen steuerbar ist und/oder einem Bediener Daten zum Einbaubetrieb angezeigt werden können.

[0010] In einer weiteren Variante ist das elektronische Steuerungssystem dazu konfiguriert, die von dem Sensor ermittelten Messwerte mit gespeicherten Referenzwerten zu vergleichen. Dementsprechend kann beurteilt werden, ob die Messwerte innerhalb oder außerhalb vorbestimmter Grenzwerte liegen, nach denen entweder Veränderungen in den technischen Einstellungen der Baumaschinen, Beschickerfahrzeug oder Straßenfertiger, vorgenommen werden müssen, oder sogar der Einbauprozess abgebrochen werden muss, um Ersatzmaterial zu beschaffen. So kann bereits der Beschickungsvorgang abgebrochen werden und es werden die Qualitätsanforderungen an den verlegten Straßenbelag stets eingehalten.

[0011] Vorzugsweise ist das elektronische Steuerungssystem dazu konfiguriert, anhand der von dem Sensor ermittelten Messwerte eine Kerntemperatur des Einbaumaterials zu berechnen. Da insbesondere bei den oben beschriebenen Sensorarten eine berührungslose Analyse der Oberfläche des Einbaumaterials auf dem Förderband stattfindet, kann so das Messergebnis auf das Gesamtvolumen interpoliert werden. Die zugrundeliegenden mathematischen Berechnungen können beispielsweise auf experimentellen Messreihen beruhen, bei welchen die Sensordaten mit anderen Verfahren, wie zum Beispiel der Temperaturmessung mittels Einstechthermometer, verglichen wurden und so Gesetzmäßigkeiten zur Wärmeleitfähigkeit und Temperaturverteilung einer jeweiligen Materialart ermittelt wurden.

[0012] Idealerweise weist das Beschickerfahrzeug eine Anzeigeeinrichtung auf, die dazu konfiguriert ist, von dem elektronischen Steuerungssystem übermittelte Daten anzuzeigen. So kann ein Bediener den Zustand des Einbaumaterials überwachen, was zusätzlich oder anstatt einer automatischen Überwachung stattfinden kann. So ist es denkbar, dass ein Bediener aufgrund seiner Erfahrung die Einstellungen des Beschickerfahrzeugs oder eines folgenden Straßenfertigers bereits bei geringen Veränderungen der Mischgutqualität anpassen kann, um weiterhin ein optimales Einbauergebnis zu erhalten. Eine solche Anzeige kann ebenfalls auf einem Straßenfertiger vorhanden sein und die Sensordaten des beladenden Beschickerfahrzeugs anzeigen.

[0013] In einer bevorzugten Variante weist das Beschickerfahrzeug eine Homogenisierungseinheit zum Vergleichmäßigen von Temperatur und/oder Korngrößenverteilung des Mischguts auf. Diese Homogenisierungseinheit, auch Remix-System genannt, kann zum Beispiel Schnecken und Spiralen aufweisen um das Einbaumaterial, insbesondere kältere Randschichten mit wärmeren inneren Schichten, zu durchmischen. So wird eine über das Gesamtvolumen gleichbleibende Materialcharakteristik sichergestellt.

[0014] In einer weiteren vorteilhaften Variante ist das elektronische Steuerungssystem dazu konfiguriert, die Homogenisierungseinheit in Abhängigkeit der ermittelten Messwerte automatisch zu steuern. Wurde bisher die Homogenisierungseinheit zumeist im Dauerbetrieb verwendet, so kann sie nun automatisch und nur bei tatsächlichem Bedarf zugeschaltet werden. Damit ist stets die benötigte Materialdurchmischung, also ein über das Gesamtvolumen gleichmäßige Temperatur- und Korngrößenverteilung, sichergestellt und es wird Energie gespart, da die Homogenisierungseinheit nur bei tatsächlichem Bedarf in Betrieb ist.

[0015] Zweckmäßig ist das elektronische Steuerungssystem dazu konfiguriert, die ermittelten Messwerte einer bestimmten Lieferung des Einbaumaterials, insbesondere einer bestimmten LKW-Ladung, zuzuordnen. So kann wiederum das liefernde Asphaltmischwerk und die jeweilige Produktionseinheit identifiziert werden. Bei unzureichenden Materialeigenschaften können Informationen über die benötigten Änderungen an das Asphaltmischwerk übermittelt und die Produktionsparameter geändert werden.

[0016] In einer gängigen Variante weist das Beschickerfahrzeug einen GNSS- (Globales Navigationssatellitensystem) -Empfänger auf, und das elektronische Steuerungssystem ist dazu konfiguriert, die ermittelten Messwerte einer Einbauposition zuzuordnen. So kann insbesondere zu Dokumentationszwecken aufgezeichnet werden, an welcher Position oder Strecke eine bestimmte Ladung Einbaumaterial mit den durch die Sensoren ermittelten Materialeigenschaften verbaut wurde.

[0017] Die Erfindung bezieht sich zudem auf einen Verbund eines Beschickerfahrzeugs nach der vorangegangenen Beschreibung und eines Straßenfertigers.

[0018] Typischerweise umfasst der Straßenfertiger ein elektronisches Steuerungssystem, welches dazu konfiguriert ist, Funktionen des Straßenfertigers in Abhängigkeit der von dem Beschickerfahrzeug erhaltenen Daten oder Signalen zu steuern. So kann beispielsweise die Datenübertragung zwischen den beiden Baumaschinen auf ein Minimum reduziert werden, da die Steuerungsbefehle für die einzelnen Komponenten des Straßenfertigers an Bord generiert werden. Dies ist insbesondere auch deshalb vorteilhaft, da das elektronische Steuerungssystem des Straßenfertigers exakt auf dessen Funktionen abgestimmt ist. Auch kann der Straßenfertiger so um Funktionen erweitert oder umgebaut werden, deren Betrieb durch das elektronische Steuerungssystem verwaltet wird. So kann der Straßenfertiger auch bei Änderungen und Erweiterungen eine stets gleichbleibende Schnittstelle in der Datenkommunikation mit dem Beschickerfahrzeug aufweisen, so dass an diesem keine Veränderungen vorgenommen werden müssen, und dennoch kann eine Steuerung des Straßenfertigers, auch auf Basis der Sensordaten des Beschickerfahrzeugs, verbessert werden.

[0019] Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher beschrieben. Dabei zeigt

Figur 1:

eine schematische Ansicht eines Verbunds aus Beschickerfahrzeug und Straßenfertiger.

[0020] Figur 1 zeigt ein Beschickerfahrzeug 1 und einen Straßenfertiger 3 als Verbund 5 angeordnet. Das Beschickerfahrzeug 1 umfasst einen Bedienstand 7, einen Gutbunker 9, eine erste und zweite Förderbandanlage 11, 13 sowie ein elektronisches Steuerungssystem 15. In den Förderbandanlagen 11, 13 sind über Förderbändern 17, 19 jeweils ein Sensor 21 angeordnet, um die Temperaturverteilung und/oder die Korngrößenverteilung von Einbaumaterial 23, welches auf dem jeweiligen Förderband 17, 19 transportiert wird, zu messen. Beim Sensor 21 kann es sich z.B. um ein Pyrometer, eine Kamera, einen Laser-Sensor oder einen Ultraschall-Sensor handeln. In der Zeichnung ist die Förderbandanlage 11 in einer Schnittansicht dargestellt. Das elektronische Steuerungssystem 15 ist mit den Sensoren 21 sowie mit einer Antenne 25 auf dem Beschickerfahrzeug 1 verbunden und so in der Lage über weitere Antennen 25 beispielsweise an dem Straßenfertiger 3 oder einem zentralen Baustellenmanagementsystem 27 drahtlos Daten oder Signale an diese zu senden oder Daten mit diesen auszutauschen. Dazu ist der Stra-βenfertiger 3 und das Baustellenmanagementsystem 27 mit je einer Kommunikationseinheit 28 ausgestattet, welche den Datenaustausch ermöglicht. Der Straßenfertiger 3 umfasst zudem ein elektronisches Steuerungssystem 29, welches in einer Ausführungsform die Kommunikationseinheit 28 auch umfassen kann, wie dies für das Beschickerfahrzeug 1 und dessen Steuerungssystem 15 beispielhaft gezeigt ist. In dem Bedienstand 7 des Beschickerfahrzeugs 1 ist eine Anzeigeeinrichtung 31 angeordnet, um Daten des elektronischen Steuerungssystems 15 anzuzeigen, damit beispielsweise ein Bediener die Messdaten der Sensoren 21 überwachen kann. In den Gutbunkern 9 des Beschickerfahrzeugs 1 sowie des Straßenfertigers 3 sind Homogenisierungseinheiten 33 angeordnet, welche zur Durchmischung des Einbaumaterials 23 dienen. Je nach Anordnung können die Homogenisierungseinheiten 33 das Mischgut 23 lediglich durchmischen oder auch zu den Förderbändern 17 leiten. Zusätzlich können Heizstrahler oder -platten 35 vorhanden sein, um bei Bedarf das Mischgut 23 zu erwärmen. Auf dem Dach des Bedienstands 7 des Beschickerfahrzeugs 1 ist ein GNSS-Empfänger 37 angeordnet, um die aktuelle Ortsposition des Beschickerfahrzeugs 1 bestimmen zu können.

Ansprüche

1. Beschickerfahrzeug (1) zum Beladen eines Straßenfertigers (3) mit Einbaumaterial (23), wobei das Beschickerfahrzeug (1) einen Bedienstand (7), einen Gutbunker (9), eine Förderbandanlage (11, 13) und ein elektronisches Steuerungssystem (15) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderbandanlage (11, 13) ein Förderband (17, 19), sowie einen oder mehrere Sensoren (21) umfasst, welche dazu konfiguriert sind, die Temperaturverteilung und/oder die Korngrößenverteilung des auf dem Förderband (17, 19) befindlichen Einbaumaterials (23) zu messen.

2. Beschickerfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (21) ein Pyrometer, eine Kamera, ein Laser-Sensor oder ein Ultraschall-Sensor ist.

3. Beschickerfahrzeug nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, mehrere Förderbandanlagen (11, 13) mit jeweils einem Förderband (17, 19) und einem oder mehreren Sensoren (21) aufzuweisen.

4. Beschickerfahrzeug nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Steuerungssystem (15) dazu konfiguriert ist, die von dem Sensor (21) ermittelten Messwerte zu empfangen, zu verarbeiten, zu speichern und weiterzuleiten.

5. Beschickerfahrzeug nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Steuerungssystem (15) dazu konfiguriert ist, Daten oder Signale an eine externe Kommunikationseinheit (28), insbesondere eines Straßenfertigers (3) oder eines zentralen Baustellenmanagementsystems (27), zu übermitteln.

6. Beschickerfahrzeug nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Steuerungssystem (15) dazu konfiguriert ist, die von dem Sensor (21) ermittelten Messwerte mit gespeicherten Referenzwerten zu vergleichen.

7. Beschickerfahrzeug nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Steuerungssystem (15) dazu konfiguriert ist, anhand der von dem Sensor (21) ermittelten Messwerte eine Kerntemperatur des Einbaumaterials (23) zu berechnen.

8. Beschickerfahrzeug nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, eine Anzeigeeinrichtung (31) aufzuweisen, die dazu konfiguriert ist, von dem elektronischen Steuerungssystem (15) übermittelte Daten anzuzeigen.

9. Beschickerfahrzeug nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, eine Homogenisierungseinheit (33) zum Vergleichmäßigen von Temperatur und/oder Korngrößenverteilung des Mischguts (23) aufzuweisen.

10. Beschickerfahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Steuerungssystem (15) dazu konfiguriert ist, die Homogenisierungseinheit (33) in Abhängigkeit der ermittelten Messwerte automatisch zu steuern.

11. Beschickerfahrzeug nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Steuerungssystem (15) dazu konfiguriert ist, die ermittelten Messwerte einer bestimmten Lieferung des Einbaumaterials (23), insbesondere einer bestimmten LKW-Ladung, zuzuordnen.

12. Beschickerfahrzeug nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschickerfahrzeug (1) einen GNSS-Empfänger (37) aufweist und das elektronische Steuerungssystem (15) dazu konfiguriert ist, die ermittelten Messwerte einer Einbauposition zuzuordnen.

13. Verbund (5) eines Beschickerfahrzeugs (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche und eines Straßenfertigers (3).

14. Verbund nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Straßenfertiger (3) ein elektronisches Steuerungssystem (29) umfasst, welches dazu konfiguriert ist, Funktionen des Straßenfertigers (3) in Abhängigkeit der von dem Beschickerfahrzeug (1) erhaltenen Daten oder Signalen zu steuern.

Zeichnung