Verfahren und Vorrichtung zur Höhenregulierung einer Nivellierungsbohle

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Höhenregulierung für eine Nivellierungs- und Verdichtungsbohle, die von einer Straßenbaumaschine gezogen wird. Während des Arbeitsvorganges wird die Höhe der schwimmend aufliegenden Bohle selbsttätig reguliert. Mit der Erfindung wird bezweckt eine unerwünschte Anhebung der Bohle durch eine Fahrtunterbrechung vor der Bohle in seinem Fließzustand verändertes Material zu verhindern. Erfindungsgemäß wird deshalb beim Einschalten des Fahrantriebes das Anheben der im Stillstand gegen Absenken gesperrten Bohle ebenfalls blockiert und die Blockade erst nach einer vorgegebenen Zeitspanne aufgehoben.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

[0002] Mit einem derartigen Verfahren können körnige und asphalt-oder zementgebundene Straßenbaumaterialien mit verschiedener Fließfähigkeit in der gewünschten Dicke aufgetragen werden. Dabei wird die Schichtdicke im wesentlichen durch den Anstellwinkel der Bohle zum Einbaugrund und ihre Fahrgeschwindigkeit, in Verbindung mit dem Fließ- und Verdichtungsverhalten des Einbaumaterials, bestimmt. Es ist bekannt, das Arbeitsergebnis während des Arbeitsvorganges durch geeignete Meßgeräte zu überwachen und die Höhe der Bohle notfalls entsprechend zu regulieren. Beim Stillstand der Maschine wird diese vertikale Beweglichkeit der schwimmenden Aufhängung nach unten verriegelt derart, daß die Bohle nicht unter die vorgegebene Höhenlage absinken kann. Dies ist vor allem wichtig, wenn während eines Arbeitsweges vorübergehend ein Halt notwendig wird, beispielsweise durch Stockung beim Materialnachschub. Bei dem bekannten Verfahren wird bei erneutem Fahrbeginn die Höhenblockade aufgehoben, die Bohle liegt auf dem Eintaumaterial wieder schwimmend auf. Dabei gelangt sie zunächst auf Einbaumaterial, das unmittelbar vor dem Unterbrechen der Arbeitsfahrt noch vor die Bohle gebracht wurde. Je nach Material und Stillstandszeit kann sich dabei die Fließfähigkeit durch Abkühlen so geändert haben, daß bei erneut beginnender Vorwärtsbewegung der Bohle diese einem erhöhten Stauwiderstand begegnet und angehoben wird. Erreicht sie bei der weiteren Fahrbewegung Einbaumaterial mit Normaltemperatur und -fließfähigkeit schwimmt sie wieder auf die Normalhöhe ein. Der im Anfahrbereich entstandene Schichtdickenunterschied zeichnet sich deutlich ab und muß durch aufwendige Nacharbeit ausgeglichen werden.

[0003] Es wurde bereits versucht, Höhenfehler beim Anfahren durch manuell eingeleitete Steuerbewegungen der Bohlenhöhenverstellung zu vermeiden. Dies hat sich als schwierig und wenig erfolgversprechend herausgestellt.

[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren der eingangs geschilderten Art zu schaffen, das selbsttätig Anfahrhöhenfehler verhindert.

[0005] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

[0006] Die in ihren H5henbewegungen in beiden Richtungen blockierte Bohle bildet während des Anfahrens mit ihren Aufhängeorganen an der Straßenbaumaschine ein starres System mit fixierter Bohlenstellun^g. Auch bei erhöhtem Stauwiderstand kann die Bohle sich nicht nach oben bewegen. Das starre System gestattet ihr auch,den erhöhten Stauwiderstand zu überwinden, d.h. überstehendes Material abzustreifen. Ebenso selbsttätig, wie die Blockade bei Fahrtbeginn auftritt, wird sie nach Ablauf der vorgebenen Zeitspanne aufgehoben, d.h. die Bohle wieder in die schwimmende Lage gebracht. Die Wahl der Zeitspanne ergibt sich aus den jeweiligen Arbeitsbedingungen, d.h. der bei Fahrtabbruch voraussichtlich mit Material vor der Bohle bedeckten Wegstrecke und der Anfahrbeschleunigung und Geschwindigkeit der Straßenbaumaschine. Diese Größen ergeben sich aus der Bauart der Straßenbaumaschine und der Bohle, gegebenenfalls aus dem verwendeten Straßenbaumaterial. Es bietet somit keine Schwierigkeiten eine Zeitspanne zu wählen, die eine weitgehend gleichmässige Schichtdicke auch bei Zwischenstopp in der Arbeitsbewegung gewährleistet.

[0007] Bei einem Verfahren, bei dem die Höhenlage der Bohle mit einer Höhennivelliereinrichtung entsprechend einer Referenzlinie während des Arbeitsvorganges geregelt wird, kann durch das Merkmal des Anspruches 2 sichergestellt werden, daß während des Anfahrtsvorganges keine Nivellierungsbewegungen, weder nach oben noch nach unten, erfolgen. Die Nivellierungseinrichtung wird somit nicht durch die erhöhten Stauwiderstände belastet, sondern gehört vielmehr zum starren System.

[0008] Das Merkmal des Anspruches 3 sichert die exakte Nivellierungs- und Verdichtungsarbeit der Bohle nach Ablauf der gewählten Zeitspanne. Es gibt zwischen der starren Höheneinstellung und der regulierbaren, schwimmenden Auflage keinen Übergangsbereich, in dem bewegliche Organe auf noch blockierte einwirken.

[0009] Die Erfindung schafft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens für eine Nivellierungs- und Verdichtungsbohle, die einerseits mit den Auslegern an der Strassenbaumaschine angelenkt ist, auf welche Nivellierungszylinder zur Winkel- und Höhenverstellung einwirken, und die zur schwimmenden Lagerung mittels Hubzylindern aufgehängt ist, die für die schwimmend aufliegende Arbeitsstellung über ein beitungs- und Ventilsystem sowohl an der Hub- als auch an der Druckseite offenzuhalten sind. Die erfindungsgemäße Höhenblockierung der Bohle im Anfahrtszeitraum wird nach dem Merkmal des Anspruches 4 über ein vom Schalter für den Fahrantrieb beaufschlagbares Steuergliede bewirkt, das mittels Ventilen die Zu- und die Ablaufleitungen der Hubzylinder sperrt und diese damit stillsetzt. Die Schwimmstellung schaltet ein Zeitglied nach Ablauf der gewählten Zeitspanne.

[0010] Das Merkmal des Anspruches 5 ermöglicht die Durchführung des Verfahrens nach dem Merkmal des Anspruches 3. Nivellierungseinrichtung und Hubzylinder bilden während der gewählten Zeitspanne einen starren höhenfixierten Verband, und nehmen anschließend gleichzeitig ihre normale Arbeitsbeweglichkeit an.

[0011] Das Merkmal des Anspruches 6 spricht eine vorteilhafte Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen Vorrichtung an. Das Druckbegrenzungsventil verhindert Schäden an den Hubzylindern und/oder der Bohle in Extremfällen, d.h. wenn bei besonders langem Stillstand das Einbaumaterial verhärtet und/oder anormal hoch aufgeschüttet sein sollte.

[0012] Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Straßenbaumaschine mit angehängter Nivellierungs- und Verdichtungsbohle während eines Arbeitsvorganges und

Fig. 2 ein elektrisches und hydraulisches Schaltschema einer Blockierungseinrichtung.

[0013] An eine als Ganzes mit 1 bezeichnete Straßenbaumaschine ist eine Nivellierungs- und Verdichtungsbohle 2 angehängt. Die Verbindung zwischen der Bohle 2 und der Baumaschine 1 stellen Lenker 3 her, die jeweils mit ihrem freien Ende seitlich an der Straßenbaumaschine an einem Anhängepunkt 4 befestigt sind. Die Anhängepunkte 4 sind jeweils mittels Nivellierungszylindern5 im Sinne des Doppelpfeiles A höhenverstellbar. Am hinteren Ende der Straßenbaumaschine 1 sind ferner in der Nähe der Bohle 2 an den Lenkern 3 angreifende Hubzylinder 6 angeordnet. Die Hubzylinder 6 sind doppeltwirkend.

[0014] Bei einem Arbeitsvorgang bewegt sich die Straßenbaumaschine 1, nach Betätigen eines Fahrschalters 7, in der durch den Pfeil F angedeuteten Fahrtrichtung. Dabei wird in Fahrtrichtung vor die Bohle Straßenbaumaterial 8 gebracht, aus dem die Bohle durch Abstreifen und Verdichten eine Schicht 9 erwünschter Dicke formt. Die Bohle bewegt sich dabei auf dem Straßenbaumaterial 8 schwimmend aufliegend, gehalten von den in beiden Richtungen offenen Hubzylindern 6, d.h. bei freier Kolbenbewegung nach oben und unten.

[0015] Die erwünschte Schichtdicke wird von einer in der Nähe der Bohle 2 an der Straßenbaumaschine angeordneten Meßeinrichtung 10 überwacht, welche die Höhenlage der Bohle mit einer vorgegebenen Referenzlinie 11 vergleicht. Bei Abweichung beaufschlagt die Meßeinrichtung die Nivellierungszylinder 5. Diese verstellen ihrerseits die Anhängepunkte 4 nach oben oder unten. Dadurch ändert sich über die Ausleger 3 der Anstellwinkel der Bohle 2.

[0016] Bei Unterbrechung der Fahrt der Straßenbaumaschine, d.h. tei Abschalten des Fahrschalters 7. wird die Absenkbewegung der Bohle durch eine entsprechende Blockade der Hubzylinder 6 verhindert.

[0017] Ein als Ganzes mit 12 bezeichnetes hydraulisches Leitungs-und Ventilsystem sowie dessen elektrischen Steuerkreis 13 zeigt schematisiert Fig. 2. Von einer Hydraulikanlage 14 werden die Hubzylinder 6 über ein Vier/Dreiwegeventil 15 , eine Hubleitung 16 und eine Absenkleitung 17 verbunden. In der Hubleitung 16 ist ein Rückschlagventil 18 angeordnet und parallel dazu ein Zwei/Zweiwegeventil 19 angeschlossen. In der Absenkleitung 17 ist ein Rückschlagventil 20 und parallel dazu ein Zwei/Zweiwegeventil 21 angeschlossen. Außerdem zweigt von der Absenkleitung 17 zwischen den Ventilen und den Hubkolben 6 eine Abführleitung 22 ab, die zu einem Druckbegrenzungsventil 23 führt.

[0018] Der elektrische Steuerkreis 13 ist vom Fahrschalter 7 her beaufschlagbar. Bei Betätigung des Fahrschalters 7 wird einerseits eine Impulsleitung 24 für den Fahrantrieb geschaltet. Andererseits werden über ein Steuerglied 25 die Ventile betätigt. Außerdem wird ein Zeitglied 26 beaufschlagt.

[0019] Die Wirkungsweise des geschilderten hydraulischen Leitungs- und Ventilsystems sowie des zugehörigen elektrischen Steuerkreises wird nachstehend erläutert.

[0020] Fig. 2 stellt die Ruhestellung dar, d.h. der Fahrschalter 7 ist nicht geschlossen, die Straßenbaumaschine steht. In dieser Stellung ist das Zwei/Zweiwegeventil 19 in der Hubleitung 16 geschlossen. Ein Rücklauf der Hydraulikflüssigkeit aus der Kolbenstangenseite des Zylinders zur Hydraulikanlage ist nicht möglich, d.h. die Absenkbewegung der Kolben und damit eine Lageänderung der Bohle nach unten ist blockiert. Das Zwei/Zweiwegeventil 21 in der Absenkleitung 17 ist offen.

[0021] Bei Arbeitsbeginn wird der Fahrschalter 7 in seine Schlief- stellung gebracht. Über die Impulsleitung 24 setzt er den Fahrantrieb in Bewegung. Gleichzeitig schaltet er das Steuerglied 25 ein. Dieses schaltet seinerseits das Zwei Zweiwegeventil 21 in der Absenkleitung 17 in die Sperrstellung. Damit sind die Hubzylinder 6 in beiden Bewegungsrichtungen blockiert und damit die Bohle 2. Gleichzeitig mit diesen Schaltvorgängen wurde über eine Impulsleitung 27 eine nicht gezeigte Nivellierungseinrichtung blockiert, welche die Stellbewegungen der Nivellierungszylinder 5 steuert. Alle Lagenänderungen der Bohle 2 sind damit während des Anfahrens ausgeschaltet. Gleichzeitig mit dem Schalten des Fahrschalters wurde das Zeitglied 26 beaufschlagt. Nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne schaltet das Zeitglied 26 im elektrischen Steuerkreis 13 um dergestalt, daß sowohl das Zwei/Zweiwegeventil 19 als auch das Zwei/Zweiwegeventil 21 auf freien Durchgang geschaltet werden. Damit werden die Hubzylinder 6 in beiden Bewegungsrichtungen freigegeben, die Bohle wird schwimmend gehalten. Gleichzeitig wird die Blockade der Nivellierungszylinder über die Impulsleitung 27 aufgehoben.

[0022] Die geschilderten Schaltvorgänge gewährleisten, daß während einer bestimmten Anfahrtszeit der Straßenbaumaschine die Bohle zusammen mit den Auslegern 3 und den Hubzylindern 6 ein starr mit der Straßenbaumaschine 1 verbundenes System bildet, das keine Höhenänderungen erlaubt. Die Bohle kann also nicht zwangsweise durch Straßenbaumaterial angehoben werden, das zeitlich vor dem Stillstand der Straßenbaumaschine vor die Bohle gelangt ist und während des Stillstandes durch Abkühlung an Fließfähigneit eingebüßt hat. Ein Höhenfehler in der Schicht 9 wirc camit vermieden. Die anschließende gleichzeitige Freigabe der Nivellierungseinrichtung und der Hubzylinderbewegung bewirkt den nahtlosen Übergang zum normalen Arbeitsvorgang.

[0023] Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt. Wesentlich ist, daß die Höhenbewegung der Bohle während eines bestimmten Anfahrtszeitabschnittes automatisch blockiert und anschließend selbsttätig wieder vollkommen freigegeben wird. Die Art und Weise dieser Blokkierung und ihrer Steuerung hängt wesentlich von der Bauform der Bohlenan- und -aufhängung und deren Betätigungs-und Steuereinrichtungen ab.

Ansprüche

1. Verfahren zur Höhenregulierung einer Nivellierungs-und Verdichtungsbohle einer fahrbaren Straßenbaumaschine, welche Verdichtungsbohle während eines Arbeitsvorganges über eine in einem Fließzustand befindliche Schicht von Straßenbaumaterial schwimmend aufliegend bewegt und beim Abschalten des Fahrantriebes gegen Absenken blockiert wird, dadurch gekennzeichnet , daß beim Einschalten des Fahrantriebes zusätzlich das Anheben der Bohle blockiert und die Blockade nach oben und unten nach einer vorgegebenen Zeitspanne aufgehoben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Höhenlage der Bohle mittels einer Höhennivellierungseinrichtung entsprechend einer Referenzlinie geregelt wird, dadurch gekennzeichnet , daß die Höhennivellierungseinrichtung erst nach einem bestimmten Zeitabstand nach Einschalten des Fahrantriebes eingeschaltet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Höhennivellierungseinrichtung und die Aufhängung für die schwimmende Auflage der Bohle gleichzeitig, d.h. im gleichen Zeitabstand nach dem Einschalten des Fahrantriebes entsperrt werden.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer einen Fahrschalter aufweisenden Straßenbaumaschine, einer an diese mittels Auslegern und Hubzylindern angehängten Nivellierungs- und Verdichtungsbohle, mit den Auslegern zur Winkel- und Höheverstellung zugeordneten Nivellierungszylindern für die Bohle, und mit einem Leitungs- und Ventilsystem für die Hubzylinder, das für die schwimmend aufliegende Arbeitsstellung die Hub- und die Absenkseite der Hubzylinder offenhält, und beim Abschalten des Fahrantriebs die Absenkseite der Hubzylinder blockiert, dadurch gekennzeichnet , daß das Leitungs- und Ventilsystem (12) ein vom Fahrschalter (7) beaufschlagbares Steuerglied (25) aufweist, das beim Einschalten des Fahrschalters (7) die Hub- und die Absenkleitung der Hubzylinder (6) mittels Ventilen (19 und 21) sperrt und über ein Zeitglied (26) nach Ablauf einer gewählten Zeitspanne das Leitungs- und Ventilsystem (12) in die Schwimmstellung für die Hubzylinder (6) schaltet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, d a durch gekennzeichnet , daß das Zeitglied (26) nach Ablauf der Blockierungszeit für die Hubzylinder (6) zusätzlich die Steuerung für die Nivellierungszylinder (5) einschaltet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet , daß das Leitungs- und Ventilsystem (12) in dem das Anheben der Bohle blockierenden Bereich ein einstellbares Druckbegrenzungsventil (23) aufweist.

Zeichnung