CN113550218B - 结构化地表面加工的替换设备和具有替换设备的筑路机械 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于从地表面开始对地面进行剥除材料加工的替换设备，替换设备用于按规定运行地在实体以及功能方面与筑路机械的机架耦联，替换设备包括：壳体；剥除工具，其可围绕作业轴线转动地支承在壳体上，并且圆周区段从作业孔中伸出；驱动皮带盘，其可转动地支承在壳体上并且可与驱动皮带耦联；传动器，其将扭矩和转动运动从驱动皮带盘通过反转转动方向传递至剥除工具，至少驱动皮带盘的转动轴线与作业轴线带有间距地伸延。根据本发明，作业轴组件贯穿壳体的壳体壁，其中，作业轴组件连接剥除工具与布置在壳体壁的背离剥除工具的一侧上的作业传动构件以便共同地同向转动，传动器布置在驱动皮带盘和作业传动构件之间。

Description

结构化地表面加工的替换设备和具有替换设备的筑路机械
技术领域
本发明涉及一种用于从地表面开始对地面进行剥除材料加工的替换设备，其中，替换设备用于按规定运行地在实体以及功能方面与筑路机械的机架耦联，其中，替换设备包括：
-壳体，其在替换设备与筑路机械实体耦联的连接区段中具有用于使替换设备与筑路机械的机架连接的连接构型，并且其中，壳体在远离连接区段的作业区段中具有作业孔，
-剥除工具，其可围绕作业轴线转动地支承在壳体上，并且其中一圆周区段从作业孔中伸出，
-驱动皮带盘，其可转动地支承在壳体上并且可与驱动皮带耦联，其用于使替换设备与筑路机械在功能上耦联，
-传动器，其将扭矩和转动运动从驱动皮带盘通过反转转动方向传递至剥除工具，其中，至少驱动皮带盘的转动轴线与作业轴线带有间距地伸延。
背景技术
这种具有铣刨鼓的替换设备作为剥除工具例如由DE 10 2012 008 252 A1得知。但是可与铣路机的机架反复松开地连接的铣刨鼓箱是常见的。
还由EP 1294991 B2、DE 10 2012 024 770 A1和DE 10 2012 024 452 A1 已知用于铣路机的铣刨鼓设备，铣刨鼓设备具有额外的驱动器，以使得铣刨鼓可独立于铣刨鼓的主驱动器转动。DE 10 2012 024 770 A1和EP 1294991 B2教导，使用辅助驱动器用于维护目的，以便使得铣刨鼓可以低的速度或步进式地围绕其作业轴线转动，使得工人可检查以及必要时维护在铣刨鼓的滚轮罩上布置的铣刨刀。DE 10 2012 024 452 A1教导，借助额外的驱动器将铣刨鼓加速到在按规定运行中接近其剥除转速的转速，以便随后无滑转地接合主驱动器并且与额外的驱动器分离。
由US 8056549 B1已知一种地面加工机，其具有包括多个切割盘片的切割滚轮作为剥除工具，切割盘片相对于剥除工具的作业轴线彼此带有轴向间距地布置。称为“开槽滚轮”的切割滚轮用于对地面进行表面结构化，例如用于开槽式加工地表面。与前述的铣刨鼓(其在其作业宽度上沿着的进给轨道完全剥除地表面直至相应设置的铣削深度)相反，在使用开槽滚轮或一般的表面结构化的滚轮时，产生待加工的地面的限定的表面构型作为作业结果。这通常意味着，表面结构化的滚轮在作业宽度上仅有限地剥除一部分地表面，地表面的另一部分保持原始状态。
由现有技术已知的开头所述类型的铣削替换设备具有可松开地容纳和固定在其上的铣刨鼓，其在内管中具有至少很大一部分传动器，所述内管容纳用于剥除运行的剥除材料的铣刨鼓，并且其在准备好运行的状态中在径向外部通过铣刨鼓包围。因此，传动器一方面位于驱动皮带盘和铣刨鼓之间的扭矩路径中，并且另一方面在径向外部通过铣刨鼓包围，该驱动皮带盘作为在已知的铣削替换设备的壳体上伸出的唯一的皮带盘。
由于低的例如10ms-1或更低的切割速度以及铣刨鼓的在0.8m至1.2m范围中的相对大的切割圆直径，已知的铣削替换设备的传动器是转速减速器，其显著降低了铣刨鼓的驱动马达的明显较高的转速。对于铣路机的在18:1至21:1范围中的典型转速降低比例所需的行星传动器的制造和安装成本高，但是有利的是，在可替换的铣刨鼓的情况下，其可以位于承载铣刨刀的铣削滚筒的径向内部、甚至在内管之内，其持久地安装在替换设备的壳体上，从而可以围绕作业轴线转动。
但是，在旋转的剥除工具具有的内部凹口的有效尺寸小于50cm时，此时这种剥除工具不再能够被开头所述的传统的替换设备容纳，因为这种剥除工具在尝试用于在替换设备上准备运行时在其只是接近准备好运行之前不可避免地与传统的传动器碰撞。
上述表面结构化的剥除工具通常以比铣刨鼓明显更高的切割速度作业。为了避免这种剥除工具的围绕作业轴线作用的不期望高的质量惯性矩，其构造成具有比传统的铣刨鼓显著更小的切割圆直径。为此，在其按规定剥除运行期间其转速显著高于传统铣刨鼓的剥除转速。
发明内容
本发明的目的是，提供一种技术教导，其使得构造成在机架侧通过使用装配有各个铣刨刀的铣刨鼓剥除地表面的传统铣路机也可能用于其他类型的地面加工，尤其用于对地表面进行结构化。
本发明通过开头所述类型的替换设备实现该目的，其中作业轴组件贯穿壳体的壳体壁，其中，作业轴组件连接剥除工具与布置在壳体壁的背离剥除工具的一侧上的作业传动构件，以便共同地同向转动，其中，传动器布置在驱动皮带盘和作业传动构件之间。
根据本发明的替换设备不仅具有驱动皮带盘，而且除了其以外还具有作业传动构件，作业传动构件通过壳体壁与剥除工具隔离。由此传动器可将扭矩从驱动皮带盘以期望的传动比、转动方向反向地传递至作业传动构件。最终，作业传动构件借助作业轴组件将扭矩和由传动器传递的转动运动简单地且高效地作为同向的转动运动传递到剥除工具上。
因此，也可将具有显著更小尺寸、尤其相对于作业轴线更小的径向尺寸的剥除工具容纳在替换设备中，并且经由驱动皮带盘驱动。驱动皮带盘可与初始设计成铣路机的筑路机械的驱动力源耦联。因为铣路机在其驱动力源和铣削替换设备的驱动皮带盘之间也以驱动皮带传递扭矩。因此，本申请的替换设备利用在筑路机械侧的传递扭矩的装置并且设计成耦联在其上。因此，首先耦联有传统的铣削替换设备以及容纳在其中的铣刨鼓的铣路机可通过将传统的铣削替换设备更换为用于不同于铣削的地面加工的上述替换设备来被改装。这自然也适用于从不同于铣削的地面加工反向改装为铣削加工。
因为相比于铣刨鼓，本发明的替换设备的剥除工具一方面通常相对于作业轴线具有显著更小的径向尺寸，但是另一方面必须与待加工的地面接触，所以在已知的铣削替换设备的壳体和本申请的替换设备的壳体的尺寸相同的情况下，相比于具有铣刨鼓的铣削替换设备的铣削轴线，本申请的替换设备的作业轴线距壳体的连接区段更远的距离。铣削替换设备(一方面)和本申请的替换设备(另一方面)的壳体的大致相同的尺寸基于在用于相应地面加工的筑路机械的同一个机架上的可连接性和其期望的用途。
但是不排除，作业轴组件包括多个驱动轴，其例如构造成例如设有可能的副轴的作业轴列，副轴彼此传递扭矩地连接。但是，为了简单制造和安装以及降低损伤性，唯一的作业轴作为使得作业传动构件与剥除工具刚性连接以便转速相等且同向旋转的作业轴组件是优选的。
原则上，作业传动构件可为任意的传动构件，例如齿轮、尤其正齿轮、甚至摩擦轮。但是作业传动构件优选是作业皮带盘。例如根据不太优选的第一实施方式，由机架上的马达驱动以环绕运动的驱动皮带可将扭矩传递到作业皮带盘上。驱动皮带盘在此基本上被需要用于使得驱动皮带支撑在其上。此时，驱动皮带以其径向内部的指向通过驱动皮带包围的空间的内表面支撑在驱动皮带盘上，并且以其相反的径向外部的外表面传递扭矩地贴靠在作业皮带盘上。此时，驱动皮带盘、作业皮带盘和驱动皮带形成传动器，因为所述皮带盘贴靠在驱动皮带的相反侧上引起转动方向反向，使得相比于驱动皮带盘，作业皮带盘以相反的转动方向旋转。通过选择作业皮带盘和可通过机械侧的驱动力源驱动的机架侧的输出皮带盘的直径，可在一定的界限内设置在机架侧的驱动力输出部和剥除工具之间的转速传递比例。
为了实现作业皮带盘的尽可能大的包容角，另一皮带盘可设置成，使得作业皮带盘位于驱动皮带盘和另一皮带盘之间。
由于所需的驱动皮带长度相对大，替换措施的该设计虽然可行，但是不是优选的。
但是作业传动构件作为作业皮带盘的设计具有的其他优点是，可在替换设备上构造和布置单独的作业皮带驱动器，该作业皮带驱动器可持久地保留在替换设备上。已经发现皮带盘作为用于在筑路机械上传递扭矩的器件是适宜的。
在前述作业皮带驱动器的具体结构设计方案中，传动器可具有中间皮带盘、第一耦联装置和作为第二耦联装置的作业皮带，其中，第一耦联装置使得驱动皮带盘和中间皮带盘彼此传递扭矩地耦联，并且其中，作业皮带使得中间皮带盘和作业皮带盘彼此传递扭矩地耦联。此时从外部优选仅可看见在壳体上的所提到的皮带盘：驱动皮带盘、中间皮带盘、作业皮带盘和作业皮带。
用于实现传动器所要求的转动方向反向的简单方案可通过以下方式实现，即，传动器作为第一耦联装置具有包括偶数个啮合的齿轮的齿轮传动级，使得在整个齿轮系中转动方向反向。例如借助四个齿轮以齿轮传动级的相对较小的结构空间跨接相对大的轴间距，因为四个齿轮中的每一个都可构造成比仅两个齿轮的相等轴间距时具有更小的直径。为了构件数量尽可能低以及安装成本尽可能低，齿轮传动级可具有刚好两个啮合的齿轮。优选地，齿轮传动级的齿轮是正齿轮，使得齿轮传动级相对于齿轮转动轴线需要尽可能小的轴向的结构空间。优选地，齿轮转动轴线平行于作业轴线。
因为剥除工具相比于传统的铣刨鼓及其在0.8m至1.2m之间的切割圆直径，优选具有明显更低的0.6m或更小的切割圆直径，齿轮传动级相对于作业轴线可毫无问题地完全地沿径向布置在剥除工具的径向延伸区域之外。由此消除了存在于铣削替换设备中的将传动器或部件其沿径向布置在剥除工具之内的需求。因为传动器无需匹配到剥除工具中，在传动器的设计方面，替换设备的结构没有受到在铣削替换设备中已知的空间限制。
为了尽可能好地利用替换设备沿着作业轴线的轴向尺寸来容纳剥除地面材料的切割工具，以及在替换设备的预设尺寸下实现尽可能大的作业宽度，优选地将齿轮传动级沿轴向相对于作业轴线与剥除工具的轴向延伸区域重合地布置。轴向重合的布置尤其通过将齿轮传动级径向地完全布置在剥除工具之外而被简化。
此时，不同于在铣削替换设备中剥除工具在驱动侧上以及在零侧上大致相等地接近相应的壳体壁，而在铣削替换设备中由于转速降低传动器沿径向局部位于铣刨鼓之内，驱动侧的壳体壁与紧接的铣刨鼓端侧的间距通常明显大于零位侧的壳体壁与相反的铣刨鼓端侧的间距。
剥除地面材料的地面加工不可避免地导致剥除工具紧邻的周边在按规定的剥除运行期间受到侵蚀和颗粒加载。旋转的剥除工具在剥除运行期间具有高的动能，动能传递到从地面剥除的颗粒上。为了避免通过对剥除工具的周边的侵蚀影响、甚至损害齿轮传动级，齿轮传动级优选实体上与剥除工具隔离。优选地，齿轮传动级容纳在传动级壳体中，传动级壳体在所有侧包围齿轮传动级。因此，齿轮传动级可作为所有侧封装的组件与其壳体一起简单地运输、贮藏和更换。通过降低所需的构件数量而使得构造简化可通过以下方式实现，即，传动级壳体的一个壁也是替换设备的壳体的一个壁。
优选地，驱动皮带盘和作业传动构件尤其作为作业皮带盘、更优选地作为中间皮带盘都布置在替换设备的壳体的同一壁上，并且从其中朝向同一侧伸出。筑路机械通常具有驱动侧，从驱动侧开始将扭矩输送给剥除工具并且导入其中。驱动侧沿着作业轴线与所谓的零侧相对。作业传动构件和所述皮带盘伸出的壳体壁优选是替换设备的驱动侧的壁。在该壁上，由于空间上靠近驱动皮带盘和中间皮带盘，优选也布置齿轮传动级。因此，替换设备的驱动侧的壁也可为传动级壳体的壁。
为了利用在替换设备的壳体中提供的空间，齿轮传动级优选与剥除工具位于替换设备的壁的相同侧上，即在驱动皮带盘、作业传动构件以及可能的中间皮带盘伸出的壁的相反侧上。
为了实现紧凑的结构形式，齿轮传动系的齿轮与驱动皮带盘连接以同向地且转速相同地旋转，并且另一齿轮与中间皮带盘连接，以同向且转速相同地旋转。优选地，两个所述齿轮分别通过刚性的轴与所述皮带盘连接。与需要通过齿轮传动级跨接的在驱动皮带盘轴线和中间皮带盘轴线之间的轴间距相关，两个与相应的皮带盘直接耦联的齿轮可为齿轮传动级的独有齿轮，或可布置偶数个另外的齿轮以便在齿轮之间传递扭矩。
比已知的铣刨鼓具有更小的切割圆直径的剥除工具在按规定的剥除运行中通常以比铣刨鼓更高的转速转动。因此不同于铣刨鼓，无需明显降低在机架侧由筑路机械提供的驱动皮带转速。因此优选地，齿轮传动级具有的转速传动比在0.3和5之间，而在铣刨鼓的情况下转速减小比例约为20:1。在此，转速传动比在一左右是优选的，即优选在0.5和2之间、特别优选在0.75和1.5之间。对齿轮传动级的具体转速传动比的选择也与扭矩传递路径上的皮带盘的所选直径相关，但是转速传动比在0.9和1.3之间是特别优选的，因为这能够将大致相同尺寸的齿轮应用在齿轮传动级中。优选地，转速传动比至少与1稍有不同，以防止在每个齿轮转中始终有相同的齿彼此成对地接合，这会导致不期望高的齿面磨损。
在前面关于齿轮传动级的转速传动比的段落中，所述内容也适用于齿轮传动级具有多于两个齿轮，优选用于每个齿轮副的转速传动比。
通常比已知的铣刨鼓旋转更快的剥除工具在按规定运行中具有的切割速度在20和80ms-1之间、优选在29和62ms-1之间。
原则上，剥除工具可为用于对剥除地面材料的地表面进行表面结构化的任意剥除工具。优选地，剥除工具为用于加工地表面的切割滚轮。在现有技术中这种切割滚轮也已知为“开槽滚轮”或作为“打磨滚轮”。这种滚轮具有切割盘片，所述切割盘片沿作业轴线依次地沿其周向设置有切割边缘，必要时插入有限定轴向间距的间隔元件，切割盘片沿着其圆周设有刀刃。通常这些切割盘片具有几何结构不确定的刀刃，这由于在其外表面上结合的颗粒、例如陶瓷颗粒或石英引起。
因为此处提及的替换设备的剥除工具在按规定的剥除运行中以相对高的转速转动，对于传动系尽可能有利达到的运行转速可为有利的是，替换设备具有起动马达，起动马达在中间布置起动离合器的情况下可与剥除工具分开地以传递扭矩的方式连接。此时起动马达可使得剥除工具从停止开始加速到第一极限转速，机架侧的马达从第一极限转速开始承担剥除工具的转动驱动。起动马达可通过起动离合器与剥除工具的传动系分开，使得能够避免由于机架侧的马达作为剥除工具的主驱动器而使得起动马达不期望的拖拽。自由轮也适合作为本申请中的起动离合器。
优选地，起动离合器是可单独切换的离合器装置，该离合器装置在传动系中布置在起动马达和剥除工具之间。但是起动离合器可借助已经存在的构件通过作业皮带和改变作业皮带应力的作业皮带张紧器实现。为此，作业皮带张紧器可具有张紧轮和使张紧轮移位的致动器。
起动马达在期望的延迟或拖拽运行中可辅助剥除工具的制动。在这种拖拽运行中随着剥除工具的转速降低、例如自所述的第一极限转速开始或其以下，剥除工具驱动起动马达，使得其运动阻力逐渐地制动剥除工具。
起动马达可与替换设备的蓄能器、优选车辆自身的蓄能器耦联，起动马达与蓄能器处于能量传递连接中。起动马达在加速运行期间从蓄能器获取能量传递。在起动马达的延迟运行期间，起动马达将能量回馈到蓄能器中。
例如起动马达可为液压的起动马达，液压的起动马达在拖拽运行中用作液压泵。替代地，起动马达可为电动马达，电动马达在拖拽运行中用作发电机或作为涡流制动器工作。根据起动马达的类型，蓄能器可为液压蓄能器或电蓄能器。
优选地，替换设备特别优选地在连接区段中具有至少一个液压的快速离合器，以便替换设备侧的液压管路可快速且简单地与筑路机械的机架侧的液压管路连接，并且由此例如可确保为液压的起动马达在机架侧供给液压油。
额外地或替代地，替换设备优选在连接区段中具有电连接装置，例如至少一个插头或/和至少一个插座，以便快速且简单地连接替换设备侧的电线路与机架侧的电线路，因此例如可确保为电起动马达供给在机架侧提供的电能，和/或以便使得布置在替换设备上的传感器或/和致动器与筑路机械的控制装置电连接。
起动马达优选容纳在替换设备的壳体中，并且由此受到保护以防外部影响。在此，起动马达优选地例如通过布置在起动马达和剥除工具之间的分隔壁隔离以防侵蚀剥除工具的周边。起动马达可如齿轮传动级一样容纳在自身的起动马达壳体中。优选地，起动马达壳体的至少一个壁是具有传动级壳体或具有替换设备的壳体的公共壁。起动马达可通过利用短的连接距离与驱动皮带盘或与中间皮带盘直接地、即仅在中间布置起动离合器的情况下传递扭矩地连接。在设有中间皮带盘时，此时起动马达优选直接地与其传递扭矩地连接，使得从起动马达至剥除工具有尽可能短的扭矩传递路径。
本发明还涉及自驱动式筑路机械，其包括：
-机架，
-具有至少三个行走机构的行驶机构，行走机构可滚动地竖立在地基上，
-具有输出轴的马达，可在马达上获取扭矩，
-可通过马达驱动的输出皮带盘，
-用于连接机架与根据本申请所述的替换设备的连接配对构型，
-替换设备，其如上所述并改进，其中，替换设备借助其连接构型和机架的连接配对构型可松开地与机架连接，以及
-驱动皮带，驱动皮带使得输出皮带盘与驱动皮带盘传递扭矩地连接。
输出皮带盘的转动支承直接地或间接地在中间连接至少另一构件或另一组件的情况下持久地固定在机架上。
连接构型和连接配对构型是优选彼此合作的形状锁合件，例如一方面是钩子、锁扣或/和栓，以及另一方面是孔眼、开口或/和凹口，其中，在建立连接时相应的钩子、锁扣或栓贯穿对应的孔眼、开口或凹口，或接合到相关的构型中。优选地，通过连接配对构型从后方接合的孔眼、开口或/和凹口构造在替换设备的壳体的连接区段中或固定与其连接。从后方接合的构件，如钩子、栓或锁扣由于简化的可自动移动性优选布置在机架上或固定地与其连接。额外地或替代地，开口可构造在机架中以及替换设备的壳体中，其在连接状态中彼此对齐并且通过栓彼此耦联，栓贯穿两个对齐的开口。这种栓可从机架以及替换设备移除。为了简化在机架和替换设备之间建立连接，可借助致动器驱动连接配对构型来进行接合运动，因为持久地与机架连接的连接配对构型可比布置在替换设备上的连接构型更容易被供给筑路机械的能量。
原则上马达的输出轴可直接地承载输出皮带盘。但是马达、尤其柴油发动机通常用作筑路机械的发电设备，以便为筑路机械的不同设备供给能量。因此优选在输出皮带盘和马达的输出轴之间布置传动器、优选具有至少辅助驱动器的传动器。优选地，在马达和输出皮带盘之间布置泵分配变速器，使得从输出轴开始可驱动能量转换器，例如液压泵和可能的发电机，还可驱动剥除工具。泵分配变速器可为能切换的泵分配变速器，以便可在输出皮带盘上建立不同的运行状态。优选地，泵分配变速器在第一切换状态中使得输出皮带盘与马达的输出轴同向且转速相同地连接，并且在与第一切换状态不同的第二切换状态中使得输出皮带盘与输出轴同向且以通过转速传递比例相对于输出轴的转速改变的转速连接。
为了使得筑路机械和驱动皮带盘之间的转速传递比例能在较大的范围中改变，筑路机械可具有不同直径的至少两个输出皮带盘，至少两个输出皮带盘可彼此交换。其中一个输出皮带盘与马达耦联作为转动驱动器，至少另一个在筑路机械上一同携带，例如在装载空间中。因此必要时在筑路机械通过在铣削替换设备和本发明的替换设备之间更换在不同类型的地面加工之间改装时也可匹配传递比例。
使用皮带运行使得通过改变皮带应力能够改变传递扭矩的能力。因此皮带运行本身可用作一种滑移离合器。对此，筑路机械优选还具有可移位的驱动皮带张紧器，通过其移位使得驱动皮带的应力改变。
在筑路机械具有如上所述构造的具有起动马达的替换设备时，其中，起动马达和连接起动马达与剥除工具的起动离合器可通过筑路机械的控制装置控制，筑路机械优选构造成，实施以下的用于加速或延迟剥除工具的旋转的方法：
-在剥除工具以小于或等于第一极限转速的转速转动时，将起动离合器切换到传递扭矩的连接状态中或/和将起动离合器保持在传递扭矩的连接状态中，其中，在按规定的剥除运行中第一极限转速小于剥除工具的剥除转速，
-在剥除工具以小于第二极限转速的转速转动时，将驱动皮带张紧器切换到运行状态中或/和将驱动皮带张紧器保持在运行状态中，驱动皮带张紧器引起驱动皮带的怠速应力，在剥除工具按规定进行剥除运行时该怠速应力小于驱动皮带的运行应力，其中，第二极限转速小于或等于第一极限转速，
-在剥除工具的转速随时间提高时，使得驱动皮带的应力在怠速应力和接近运行应力的皮带应力、优选运动应力之间同向地随着剥除工具在第二极限转速和剥除转速之间的转速来改变，即驱动皮带的应力随着时间提高，反之亦然。
第一极限转速可为剥除转速的50％或更低。因为从怠速开始刚好起动需要特别高的扭矩，在起动马达在剥除工具接近停止以及优选包含转速为零的转速范围中辅助筑路机械的机架侧的马达时，这是足够的。因此，第一极限转速不低于剥除转速的5％或10％或15％可以是足够的。由此第一极限转速不高于剥除转速的30％、优选25％也可以是足够的。
在剥除工具的转速提高的加速过程中，首先起动离合器进入连接状态中并且保持在其中，由此起动马达可使得剥除工具加速。在此阶段期间，驱动皮带的应力至少直至第二极限转速、必要时直至第一极限转速都是怠速应力，使得剥除工具的起动没有干扰筑路机械的马达，反之亦然。在剥除工具的转速超过第一极限转速时，剥除工具仅通过筑路机械的马达经由驱动皮带驱动。在该阶段中，驱动皮带张紧器最迟在剥除运行开始时达到其将驱动皮带保持运行应力下的运动状态。在达到剥除转速、但是还在剥除运行开始之前，由于负荷较低在旋转的剥除工具上较低的皮带应力可足够作为运行应力。
为了使剥除工具在加速过程期间能顺利地从起动马达转移到筑路机械的马达上，自达到第二极限转速并且超过其开始，驱动皮带张紧器可以移位，使得驱动皮带的应力逐渐地从怠速应力提高到运行应力。
剥除工具的延迟过程以反向的方向进行。从剥除转速开始，剥除工具的转速降低，直至自第一极限转速开始起动马达经由起动离合器与剥除工具连接，使得剥除工具在拖拽运行中驱动起动马达，并且通过其制动。驱动皮带张紧器可移位，使得在剥除工具的转速达到第二极限转速时，驱动皮带的应力逐渐地达到怠速应力。
不同于剥除工具加速时，在剥除工具延迟时，驱动皮带中的皮带应力替代地保持作为运行应力，使得待延迟的剥除工具克服尽可能高的拖拽力矩，或与尽可能大的质量惯性矩耦联。因为筑路机械的马达以尽可能恒定的转速运行，优选可通过单独的离合器使马达与输出皮带盘分开。
第一极限转速通常在构造方面由起动马达预设。例如第一极限转速可为起动马达的最大运行转速或其额定转速。
本发明的基本思想还完全一般性地涉及可根据不同剥除加工改装以执行其剥除类型的自驱动式筑路机械，为此该自驱动式筑路机械包括：
-机架，
-具有至少三个行走机构的行驶机构，行走机构可滚动地竖立在地基上，
-具有输出轴的马达，可在马达上获取扭矩，
-用于连接机架与至少两个不同的替换设备的连接构型的连接配对构型，替换设备分别具有剥除工具，其中，剥除工具用于不同剥除类型的剥除加工，以及
-扭矩传输耦联装置，其用于建立在马达和分别经由连接配对构型连接的替换设备的剥除工具之间的可松开的传递扭矩的连接。
扭矩传递耦联装置可包括上述驱动皮带作为扭矩传递耦联装置的可能的实施方式。松开传递扭矩的连接需要工具，以便能够经由耦联装置传递数值上尽可能大的扭矩。
在此，不同的剥除类型，例如铣削(一方面)以及表面结构化(另一方面)可区分为具有不同尺寸的同类剥除加工，例如以不同作业宽度的铣刨鼓铣削，或/和以不同直线间距的铣刨鼓铣削。
优选地，筑路机械通过其机架与已知的铣削替换设备的连接可配备用于对地表面进行铣削加工，并且通过连接其机架与替换设备可配备用于对地表面的表面结构化的地面加工。用于表面结构化的地面加工的替换设备可如上所述地设计或可为上述替换设备。但是也可在结构方面与上述替换设备不同。
为了确保可装配性，筑路机械可包括铣削替换设备和另一用于表面结构化的地面加工的替换设备，仅其中一个可同时与机架连接。
在机架、行驶机构、马达和连接配对构型的可能改进方案方面，上述内容也适用于该筑路机械。
附图说明
下面根据附图详细阐述本发明。其中示出：
图1示出了根据本发明的示例性地构造成大型铣削机的筑路机械的沿机架横向方向的粗略侧视图，其中，筑路机械的机架与根据本发明的替换设备连接，
图2示出了图1的筑路机械的替换设备上的齿轮传动级的粗略平面视图，以及
图3单独地示出了图1的筑路机械的替换设备的粗略立体图。
具体实施方式
图1的观察者朝向与图1的绘图平面正交的机架横向方向Q看向仅粗略示出的筑路机械10或简称“机械”。机架纵向方向用L表示并且平行于图1的绘图平面伸延。机械高度方向H也平行于图1的绘图平面并且与机械纵向方向L或机械横向方向Q正交。在图1中机架纵向方向L的箭头尖指向前进方向。机架高度方向H可能平行于第一升降柱14或第二升降柱16的伸延方向。机械高度方向H平行于筑路机械10的偏航轴Gi伸延，机械纵向方向L平行于滚动轴Ro伸延，并且机械横向方向Q平行于俯仰轴Ni伸延。
筑路机械10可具有驾驶室24，机械驾驶员可从驾驶室经由操作台26控制筑路机械10。在操作台26中可容纳筑路机械10的从操作台26操作的控制装置27，控制装置通过操作员的控制干预和/或基于预编程的控制程序过程在筑路机械10上控制在本申请中所述的操作和作业过程。控制装置27为此具有至少一个集成电路和与其以数据传输方式连接的数据存储器。
在机架12中仅用虚线示出并且在图1中仅示出了替换设备28，在此示例性地作为用于使地表面结构化的装置，其具有容纳在替换设备28的壳体30中的槽切割滚轮32，槽切割滚轮沿着机架横向方向Q延伸，并且可围绕沿机架横向方向Q伸延的作业轴线R旋转，由此可从地面U的支承表面A开始以由机架12的相对高度位置确定的切割深度在地面材料中切入槽。这种槽结构化的表面加工可用于降低在支承表面A上的滚动噪音的生成，或/和用于使降水受限地流走，或/和提高每时间单元可排走的降水量。
因此机架12通过第一升降柱14和第二升降柱16的高度可调节性也用于设定筑路机械10在地面加工时的切割深度或一般来说作业深度。示例性示出的地面加工机是大型铣路机，对此替换设备28沿机架纵向方向L布置在前部行走机构18和后部行走机构20之间是典型的。这种大型铣路机或地面剥除机械一般通常具有运输带，以便将剥除的地面材料从筑路机械10运走。为了更清楚，在图1中未示出在筑路机械10中原则上存在的运输带。此外，对于当前的表面结构化的地面加工，当前配备图1中示出的筑路机械10，由于相比于铣削加工剥除更少量的地面材料而无需运输带。剥除的材料通过水结合，并且有利地从处于低压下的壳体30中被抽走。
在图1的侧视图中不可看出的是，筑路机械10在其前部的端部区域中以及在其后部的端部区域中分别具有两个第一升降柱14或第二升降柱16，其分别具有与其连接的前部行走机构18或后部行走机构20。第一升降柱14按已知的方式借助耦联结构34与前部行走机构18耦联。第二升降柱16与其相应的后部行走机构20经由与耦联结构34相同构造的耦联结构36连接。前部行走机构18和后部行走机构20构造基本相同并且形成机械的行走机构22。
在示出的示例中，具有通过双箭头D示出的可能的运行方向的前部行走机构18具有径向内部的容纳结构38，在容纳结构上布置可环绕的行走链40。与示出的链式的前部行走机构18和后部行走机构20不同，前部行走机构18或/和后部行走机构20也可设计成轮式行走机构。
第一升降柱14和第二升降柱16中的每一个及其前部行走机构18和后部行走机构20可分别通过未详细示出的偏转装置围绕偏转轴线S转动。
替换设备28可更换为铣削替换设备。筑路机械10在其剥除运行的大部分期间承载具有铣刨鼓的铣削替换设备。通过在图1中粗略示出的例如用于槽式表面加工的替换设备28可加宽能由筑路机械10完成的加工范围。通过布置替换设备28和支承在其中的槽切割滚轮32，从至今为止仅实施铣削加工的大型铣路机变为也实施表面结构化的筑路机械10。
壳体30在其指向机架12的一侧上具有连接区段30a，替换设备28借助连接区段与机架12连接。连接区段30a具有包括通孔47的第一连接片44作为连接构型42(参见图3)，在示出的示例中螺栓46贯穿该通孔。螺栓46也贯穿机架12的连接配对构型48，该连接配对构型也具有通孔。为了使工人更好地接触到，连接配对构型48如同用于安装螺栓46并且拧紧的连接构型42一样构造成第二连接片50。第一连接片44和第二连接片50以及螺栓46的数量可与图1中示出的数量不同并且通常也不同。
壳体30或替换设备28在其沿着偏航轴Gi与连接区段30相反的下部的端部区域上具有包括作业孔30c的作业区段30b，槽切割滚轮32穿过该作业孔，以剥除材料的方式与地面U接触。
在筑路机械10上用虚线示出了支承在机架12上的内燃机和沿俯仰轴Ni伸延的曲轴53作为马达输出轴，其中，曲轴53在输出侧与同样仅用虚线粗略示出的、优选可切换的泵分配变速器54耦联。泵分配变速器54的与曲轴53的转动轴线同轴的变速器输出轴55承载第一输出皮带盘56，输出皮带盘围绕平行于俯仰轴Ni的输出皮带盘轴线P56转动。
第一输出皮带盘56以马达52的通过泵分配变速器54传递到其上的驱动力驱动环绕的驱动皮带58，驱动皮带可经由驱动皮带张紧器60以可变的张紧力张紧。驱动皮带张紧器60为此具有贴靠在驱动皮带58的内圆周上的张紧轮60a，张紧轮经由活塞缸组件60b作为致动器朝驱动皮带58的内圆周移动并且从其移开。通过驱动皮带58的张紧的改变可改变能从第一输出皮带盘56传递到驱动皮带58上的力以及通过驱动皮带58可最大传递的扭矩。
为了目标明确地改装筑路机械10，筑路机械可在装载空间57中同时具有第二输出皮带盘56’，另一输出皮带盘必要时可更换为图1中主动的第一输出皮带盘56。第二输出皮带盘56’具有与第一输出皮带盘56不同的直径。
驱动皮带58将扭矩传递到布置在替换设备28上的驱动皮带盘62上，驱动皮带盘围绕平行于俯仰轴Ni的驱动皮带盘轴线P62转动。驱动皮带盘62与图1中未详细示出的齿轮传动级64连接，齿轮传动级64将扭矩从驱动皮带盘62传递至中间皮带盘66。皮带盘62和66中的每一个都分别与包括偶数个成对彼此啮合的齿轮的齿轮传动级64的各一个齿轮耦联，使得在将扭矩从驱动皮带盘62传递至中间皮带盘66时使转动方向反转。因此，中间皮带盘66以与驱动皮带盘62相反的转动方向转动。中间皮带盘66围绕平行于俯仰轴Ni以及作业轴线R的中间皮带盘轴线P66转动。
中间皮带盘66驱动作业皮带68，作业皮带在距中间皮带盘66一定间距处围绕作业皮带盘70环绕。作业皮带68可通过作业皮带张紧器72以与驱动皮带58通过驱动皮带张紧器60相同的方式张紧。作业皮带张紧器72在结构上与驱动皮带张紧器60相同。
作业皮带盘70围绕与作业轴线R同轴的作业皮带盘轴线P70转动。作业皮带盘70经由在示出的示例中通过唯一的作业轴73形成的作业轴组件74与槽切割滚轮32刚性连接，并且将从中间皮带盘66获得的扭矩直接地并且紧接地同向地传递到槽切割滚轮32上。作业轴73以及作业轴组件74贯穿壳体30的侧壁30d。具有齿轮传动级64的相应齿轮的中间皮带盘66和驱动皮带盘62的轴连接件贯穿壳体30的侧壁30d。
齿轮传动级64、中间皮带盘66、作业皮带盘70以及作业皮带68形成传动器76，传动器在使转动方向反向的情况下将扭矩从驱动皮带盘62传递至槽切割滚轮32。因此，驱动皮带盘62和槽切割滚轮32以相反的转动方向转动。
在图2中示出了齿轮传动级64，其中，取消了指向壳体30的侧壁30d的且在完成安装的状态中与其直接相对的变速器壳体78的前壁，以便详细地示出齿轮传动级64的齿轮。
变速器壳体78具有包括多个固定孔78b的环绕的固定法兰78a，固定孔被未示出的螺钉贯穿，以便将完全包围齿轮传动级64的变速器壳体78固定在壳体的侧壁30d的与图1的观察者背离的内侧上。在图2中可看见的后壁78c为了提高其强度而按已知的方式倾斜。
皮带盘轴线P62和P66与图2的绘图平面正交地伸延。可看见围绕相应的皮带盘轴线转动的皮带盘轴，即与驱动皮带盘62不可相对转动地连接的驱动皮带盘轴80和与中间皮带盘66不可相对转动地连接的中间皮带盘轴82。
驱动皮带盘轴80贯穿驱动齿轮84并且经由两个弹簧86与驱动齿轮84形状锁合地耦联以共同地转动。以相同的方式，中间皮带盘轴82与被其贯穿的中间齿轮88不可相对转动地连接。
驱动齿轮84与第一传送齿轮87啮合，第一传送齿轮又与第二传送齿轮89啮合，第二传送齿轮又与中间齿轮88啮合。齿轮形成用于在驱动皮带盘62和中间皮带盘66之间传递扭矩的齿轮系。在驱动齿轮84和中间齿轮88构造得足够大的情况下，其也可彼此直接啮合，其中，在图2示出的皮带盘轴线P62和P66之间的轴向间距中，由变速器壳体78包围的容积必须更大。
整个的齿轮传动级64具有的转速传动比在0.9和1.3之间。齿轮传动级64的每个啮合的单个齿轮副具有的转速传动比也在0.9和1.3之间。转速传动比的具体设计也与参与扭矩传递的皮带盘的直径选择相关，因为通过公共皮带耦联的皮带盘的直径比例形成传动比。
如在图2中虚线所示，中间皮带盘轴通过变速器壳体78的后壁78c穿出并且在此(对于图2的观察者被变速器壳体78遮挡)与可切换的起动离合器90的第一离合器部件连接。第二离合器部件与起动马达92连接，所述第二离合器部件可以通过切换起动离合器90可选地与第一离合器部件形成扭矩传递连接、或可与第一离合器部件分开。起动马达92可为电动马达或液压马达。其优选通过机架侧的能源被供给能量。在替换设备28与机架12连接时建立能量供给连接，并且在替换设备28与机架12松开时再次分开。
通过起动马达92，与中间皮带盘轴82耦连的槽切割滚轮32和通过其承载的中间皮带盘66可以从静止或从低的起始转速开始加速到第一极限转速，从此处开始，筑路机械10的马达52进行进一步加速直至预定的剥除转速。在此，驱动皮带张紧器60与驱动皮带58一起可以通过移位并且因此改变驱动皮带58的张紧而在将驱动功能从起动马达92转移到主马达上时用作滑移离合器。
在槽切割滚轮32制动时，起动马达92也可用作转动阻力，例如在电动马达作为起动马达92的情况下，通过使槽切割滚轮32经由作业皮带68和中间皮带盘66驱动起动马达92作为发电机，或者在液压马达作为起动马达92的情况下，驱动作为液压泵。
在图3中示出了替换设备28的立体图。可看出以小的径向间距包围槽切割滚轮32的滚轮罩94，滚轮罩构造在壳体30的下部区域中，并且滚轮罩具有作业孔30c。具有朝向地表面A的弹性舌的封闭条96尽可能与地表面A密封地封闭作业孔30c，使得在地面加工期间，在替换设备28的外周边通过槽切割滚轮32产生的污染负荷尽可能小。
壳体30的位于滚轮罩94之上且直达连接区段30a的区域30e通过滚轮罩94受到保护以防止由槽切割滚轮32产生的且飞旋的污染物，因此可用作容纳例如齿轮传动级64、可切换的起动离合器90和起动马达92的空腔。在区域30e中的与作业轴线R正交的纵向壁30f例如可用于固定起动马达92。因此变速器壳体78的前壁可由壳体30的侧壁30d形成。
作业皮带张紧器72具有张紧轮72a和活塞缸组件72b作为用于使张紧轮72a移位的致动器，其中，张紧轮72a和活塞缸组件72b通过杠杆机构72c耦联。

Claims (22)

1.一种替换设备(28)，其用于从地表面(A)开始对地面(U)进行剥除材料加工，其中，所述替换设备(28)用于按规定运行地在实体以及功能方面与筑路机械(10)的机架(12)耦联，其中，所述替换设备(28)包括：
-壳体(30)，其中，所述壳体(30)在所述替换设备(28)与所述筑路机械(10)实体耦联的连接区段(30a)中具有用于使所述替换设备(28)与筑路机械(10)的机架(12)连接的连接构型(42)，并且其中，所述壳体(30)在远离所述连接区段(30a)的作业区段(30b)中具有作业孔(30c)，
-剥除工具，所述剥除工具能围绕作业轴线(R)转动地支承在所述壳体(30)上，并且其中一圆周区段从所述作业孔(30c)中伸出，
-驱动皮带盘(62)，其能转动地支承在所述壳体(30)上，并且能与驱动皮带(58)耦联，用于使所述替换设备(28)与所述筑路机械(10)在功能上耦联，
-传动器(76)，所述传动器将扭矩和转动运动从所述驱动皮带盘(62)通过反转转动方向传递至所述剥除工具，其中，至少所述驱动皮带盘(62)的转动轴线与所述作业轴线(R)带有间距地伸延，
其特征在于，作业轴组件(74)贯穿所述壳体(30)的壳体壁，其中，所述作业轴组件(74)连接所述剥除工具和布置在所述壳体壁的背离所述剥除工具的一侧上的作业传动构件以便共同地同向转动，其中，所述传动器(76)布置在所述驱动皮带盘(62)和所述作业传动构件之间。
2.根据权利要求1所述的替换设备(28)，其特征在于，所述作业传动构件是作业皮带盘(70)。
3.根据权利要求2所述的替换设备(28)，其特征在于，所述传动器(76)具有中间皮带盘(66)、第一耦联装置和作为第二耦联装置的作业皮带(68)，其中，所述第一耦联装置使得所述驱动皮带盘(62)和所述中间皮带盘(66)彼此传递扭矩地耦联，并且其中，所述作业皮带(68)使得所述中间皮带盘(66)和所述作业皮带盘(70)彼此传递扭矩地耦联。
4.根据权利要求3所述的替换设备(28)，其特征在于，所述传动器(76)作为第一耦联装置具有齿轮传动级(64)，所述齿轮传动级(64)包括至少两个啮合的齿轮。
5.根据权利要求4所述的替换设备(28)，其特征在于，所述齿轮传动级(64)相对于所述作业轴线(R)沿径向完全地布置在所述剥除工具的径向延伸区域之外。
6.根据权利要求4或5所述的替换设备(28)，其特征在于，所述齿轮传动级(64)沿轴向相对于所述作业轴线(R)与所述剥除工具的轴向延伸区域重合地布置。
7.根据权利要求4或5所述的替换设备(28)，其特征在于，所述齿轮传动级(64)容纳在传动级壳体中，其中，所述传动级壳体的至少一个壁也是所述替换设备(28)的壳体(30)的一个壁。
8.根据权利要求4或5所述的替换设备(28)，其特征在于，所述齿轮传动级(64)具有刚好四个彼此啮合的齿轮，其中一个与所述驱动皮带盘(62)连接以同向地且转速相等地旋转，并且其中另一个与所述中间皮带盘(66)连接以同向地且转速相等地旋转。
9.根据权利要求4或5所述的替换设备(28)，其特征在于，所述齿轮传动级(64)具有的转速传动比在0.3和5之间。
10.根据权利要求1至5中任一项所述的替换设备(28)，其特征在于，所述剥除工具在按规定运行中具有的切割速度在20和80ms-1之间。
11.根据权利要求1至5中任一项所述的替换设备(28)，其特征在于，所述剥除工具是用于加工地表面(A)的切割滚轮。
12.根据权利要求1至5中任一项所述的替换设备(28)，其特征在于，所述替换设备具有起动马达(92)，所述起动马达在中间布置起动离合器(90)的情况下与所述剥除工具能分开地以传递扭矩的方式连接。
13.根据引用权利要求3的权利要求12所述的替换设备(28)，其特征在于，所述起动马达(92)与所述驱动皮带盘(62)或与所述中间皮带盘(66)以传递扭矩的方式直接连接。
14.根据权利要求9所述的替换设备(28)，其特征在于，所述齿轮传动级(64)具有的转速传动比在0.75和1.5之间。
15.根据权利要求14所述的替换设备(28)，其特征在于，所述齿轮传动级(64)具有的转速传动比在0.9和1.3之间。
16.根据权利要求10所述的替换设备(28)，其特征在于，所述剥除工具在按规定运行中具有的切割速度在29和62ms-1之间。
17.自驱动式的筑路机械(10)，其特征在于，包括：
-机架(12)，
-具有至少三个行走机构的行走机构(22)，所述行走机构能滚动地竖立在地基(U)上，
-具有输出轴的马达(52)，能在所述马达上获取扭矩，
-能通过所述马达(52)驱动的输出皮带盘，
-用于连接所述机架(12)与根据前述权利要求中任一项所述的替换设备(28)的连接配对构型(48)，
-根据前述权利要求中任一项所述的替换设备(28)，其中，所述替换设备(28)借助其连接构型(42)和所述机架(12)的连接配对构型(48)能松开地与所述机架(12)连接，以及
-驱动皮带(58)，所述驱动皮带使得所述输出皮带盘与驱动皮带盘(62)传递扭矩地连接。
18.根据权利要求17所述的筑路机械(10)，其特征在于，在所述马达(52)和所述输出皮带盘之间布置变速器。
19.根据权利要求17或18所述的筑路机械(10)，其特征在于，所述筑路机械(10)具有至少两个不同直径的输出皮带盘，至少两个输出皮带盘能彼此交换。
20.根据权利要求17或18所述的筑路机械(10)，其特征在于，所述筑路机械(10)还具有能移位的驱动皮带张紧器(60)，通过所述驱动皮带张紧器的移位使得所述驱动皮带(58)的应力改变。
21.根据权利要求17所述的筑路机械(10)，其特征在于，所述筑路机械(10)具有根据权利要求12或13所述的替换设备(28)，其中，起动马达和连接所述起动马达(92)与剥除工具的起动离合器(90)能通过所述筑路机械(10)的控制装置(27)控制，其中，所述筑路机械(10)构造成，实施以下的用于加速或延迟所述剥除工具的旋转的方法：
-在所述剥除工具以小于或等于第一极限转速的转速转动时，将所述起动离合器(90)切换到传递扭矩的连接状态中或/和将所述起动离合器(90)保持在传递扭矩的连接状态中，其中，在按规定的剥除运行中，所述第一极限转速小于所述剥除工具的剥除转速，
-在所述剥除工具以小于第二极限转速的转速转动时，将驱动皮带张紧器(60)切换到运行状态中或/和将所述驱动皮带张紧器(60)保持在运行状态中，所述驱动皮带张紧器引起所述驱动皮带的怠速应力，在所述剥除工具按规定进行剥除运行时所述怠速应力小于所述驱动皮带(58)的运行应力，其中，所述第二极限转速小于或等于所述第一极限转速，
-使所述驱动皮带(58)的应力在所述怠速应力和接近所述运行应力的皮带应力之间同向地随着所述剥除工具在所述第二极限转速和所述剥除转速之间的转速而改变。
22.根据权利要求18所述的筑路机械(10)，其特征在于，在所述马达(52)和所述输出皮带盘之间布置泵分配变速器(54)。
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