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Die Erfindung betrifft eine Abstreifeinrichtung für eine Bodenfräsmaschine, eine Bodenfräsmaschine mit einer solchen Abstreifeinrichtung und ein Verfahren zur Steuerung einer Abstreifeinrichtung einer Bodenfräsmaschine gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Eine gattungsgemäße Bodenfräsmaschine weist eine, beispielsweise von einem Maschinenrahmen getragene, Fräswalze auf, die zur Arbeitsrichtung querliegend in den zu bearbeitenden Untergrund im Arbeitsbetrieb eintaucht und diesen auffräst. Typische Einsatzgebiete gattungsgemäßer Bodenfräsmaschinen sind beispielsweise das Kaltfräsen von Asphaltdecken, das Stabilisieren und/oder Recyceln des Bodenuntergrundes oder auch der Abbau von Bodenschätzen mittels sogenannter Surfaceminer. Im Arbeitsprozess einer solchen Bodenfräsmaschine ist die Behandlung des Fräsgutes, beispielsweise der Abtransport des Fräsgutes aus dem Bereich der Fräswalze, von besonderer Bedeutung. Um einen kontrollierbaren Materialfluss des Fräsgutes zu erhalten, ist die Fräswalze üblicherweise in einem Fräswalzenkasten angeordnet, umfassend Seitenwände, eine Vorderwand (d. h. in Arbeitsrichtung vor der Fräswalze) und eine Rückwand (in Arbeitsrichtung hinter der Fräswalze) sowie einen Abschluss nach oben. Dadurch wird ein begrenzter Innenraum erhalten, in dem die Fräswalze im Arbeitsbetrieb rotiert und das aufgefräste Fräsgut geführt wird. Dabei wird das Fräsgut üblicherweise entweder auf den Boden abgelegt oder einer geeigneten Transporteinrichtung, beispielsweise einem Förderband, zugeführt und dadurch von der Frässtelle abtransportiert. Um ein möglichst sauberes Fräsbett zu erhalten, was beispielsweise insbesondere bei Instandsetzungsarbeiten von Straßendecken aber auch beim Rohstoffabbau mit einer gattungsgemäßen Bodenfräsmaschine gewünscht ist, ist die in Arbeitsrichtung hinter der Fräswalze angeordnete Rückwand häufig zumindest teilweise als sogenannte Abstreifeinrichtung ausgebildet. Diese Abstreifeinrichtung wird mit einer quer über das Fräsbett verlaufenden und auf dieser aufliegenden Unterkante im Fräsbetrieb mitgeführt und streift auf dem Fräsbett aufliegendes loses Material ab. Ergänzend oder alternativ kann mit Hilfe einer derartigen Abstreifeinrichtung beispielsweise auch eine Glättung des Fräsbettes und/oder die Regulation des auf dem Fräsbett verbleibenden Materialvolumens erreicht werden. Eine solche gattungsgemäße Abstreifeinrichtung ist beispielsweise aus der
DE 10 2007 038 677 B4 und auch der
DE 35 280 038 C2 bekannt, auf die im Hinblick auf die Anwendung der gattungsgemäßen Abstreifeinrichtung hiermit Bezug genommen wird.
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Ein wesentliches Element der Abstreifeinrichtung ist ein Abstreifschild mit einem Oberschild und einem Unterschild. Der Abstreifschild umfasst somit zwei plattenartige Elemente, wobei der Unterschild höhenverstellbar am Oberschild geführt ist und zwischen einer hochgestellten ”Hochfahrposition” und einer herabgefahrenen ”Ausfahrposition” in seiner Lage gegenüber dem Oberschild in Vertikalrichtung verstellbar ist. Damit kann beispielsweise eine Anpassung der Unterkante des Abstreifschildes an verschiedene Frästiefen und/oder die Menge an Fräsgut, die nach dem Fräsvorgang auf dem Fräsbett verbleiben soll, reguliert werden. So kann der Unterschild beispielsweise so weit herab gefahren (und zum Teil sogar aktiv auf den Boden des Fräsbettes gedrückt) werden, dass er mit seiner Unterkante über die Oberfläche des Fräsbettes kratzt und einen für das Fräsgut nahezu dichten Abschluss nach hinten bildet.
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Die Arbeitswerkzeuge der Fräswalze, beispielsweise Rundschaftmeißel, unterliegen aufgrund der vergleichsweise hohen Materialbeanspruchungen starkem Verschleiß und müssen im Arbeitsbetrieb häufig ausgewechselt werden. Dazu ist es erforderlich, dass die Fräswalze von außerhalb des Fräswalzenkastens zugänglich ist. Auch sind häufig weitere Einrichtungen im Inneren des Fräswalzenkastens angeordnet, wie beispielsweise Einsprühvorrichtungen für Wasser und/oder Schaumbitumen etc., die zu Wartungszwecken erreichbar sein müssen. Der Abstreifschild ist daher im Bereich des Oberschildes und insbesondere im Bereich des oberen Endes des Oberschildes um eine horizontale Schwenkachse zwischen einer Aufschwenkposition und einer Abschwenkposition schwenkbar gelagert. Die Aufschwenkposition gibt dabei diejenige Position an, in der der Abstreifschild um die Schwenkachse aufgeschwenkt bzw. hochgeklappt ist. Oberschild und Unterschild sind in dieser Position zusammen in hochgeschwenkter Lage, sodass ein Zugriff auf die Fräswalze, beispielsweise zu Wartungszwecken, von außen möglich ist. Von der Aufschwenkposition kann der Abstreifschild in eine Abschwenkposition verschwenkt werden, wobei hierzu der Oberschild zusammen mit dem Unterschild um die Schwenkachse nach unten geschwenkt wird, bis zumindest der Oberschild einen räumlichen Abschluss nach hinten herstellt und beispielsweise in oder an den Seitenwänden des Fräswalzenkastens anliegt. In Abhängigkeit von der Einstellung der Höhenverstellung des Unterschildes am Oberschild ergibt sich nun ein oder kein Freiraum zwischen der Unterkante des Unterschildes und dem Fräsbett.
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Zum Antrieb der Schwenkbewegung des Abstreifschildes und der Höhenverstellung des Unterschildes am Oberschild wird üblicherweise jeweils eine separate Stellvorrichtung, wie beispielsweise bei der
DE 10 2007 038 677 B4 , verwendet. Es hat sich allerdings gezeigt, dass die dort offenbarte Abstreifeinrichtung einen vergleichsweise aufwändigen und damit kostenintensiven Aufbau aufweist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Abstreifeinrichtung für eine Bodenfräsmaschine anzugeben, die kostengünstig herstellbar ist und gleichzeitig ein besonders hohes Maß an Funktionszuverlässigkeit aufweist.
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Die Lösung der Aufgabe gelingt mit einer Abstreifeinrichtung, einer Bodenfräsmaschine und einem Verfahren zum Steuern einer Abstreifeinrichtung einer Bodenfräsmaschine gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung liegt darin, dass die Abstreifeinrichtung eine Arretierung mit einer Formschlusseinrichtung aufweist, die zur formschlüssigen Feststellung des Unterschildes am Oberschild in der am Oberschild hochgefahrenen Position ausgebildet ist. Der gegenüber dem Oberschild verschiebbar gelagerte Unterschild ist somit in Bezug auf seine Höhenverstellbarkeit durch die Arretierung in seiner hochgefahrenen Position feststellbar, wobei die Arretierung insbesondere in der Weise ausgebildet ist, dass zumindest ein unkontrolliertes Herabfahren des Unterschildes am Oberschild aus der hochgefahrenen Position des Unterschildes am Oberschild vermieden wird. Die Formschlusseinrichtung der Arretierung ist somit zumindest zwischen einer Arretierstellung, in der der hochgefahrene Unterschild am Oberschild in seiner Position gehalten wird, und einer Freigabestellung, in der der am Oberschild hochgefahrene Unterschild zum Herabfahren freigegeben wird, verstellbar. Die Formschlusseinrichtung der Arretierung weist somit zum Festhalten des Unterschildes am Oberschild in der hochgefahrenen Position wenigstens Mittel auf, über die ein Festhalten des Unterschildes am Oberschild in seiner hochgefahrenen Position in der Arretierstellung per Formschluss möglich ist. Bei einem Umschalten der Arretierung von der Arretierstellung mit bestehendem Formschluss zur Freigabestellung wird der durch die Arretierung herbeigeführte Formschluss entsprechend gelöst und der Unterschild gegenüber dem Oberschild freigegeben, so dass dieser am Oberschild herabgefahren werden kann. Dadurch, dass die Arretierung den Unterschild am Oberschild zumindest während des Schwenkvorgangs des Abstreifschildes von der Aufschwenkposition in die Abschwenkposition festhält, ist gewährleistet, dass während der Abschwenkbewegung des Abstreifschildes mit Oberschild und hochgefahrenem Unterschild aus der Aufschwenkposition in die Abschwenkposition der Unterschild nicht gegenüber dem Oberschild ausgefahren wird. Die Arretierung ist erfindungsgemäß somit in der Weise ausgebildet, dass sie den Unterschild zum Herabfahren erst in der Abschwenkposition des Abstreifschildes freigibt. Eine solche Freigabe des Unterschildes durch die Arretierung kann durch ein separat gesteuertes Entriegeln beziehungsweise Freigeben des Formschlusses der Arretierung erfolgen, beispielsweise mit einer entsprechenden Schalteinrichtung, die die Formschlusseinrichtung der Arretierung von der Arretierstellung in die Freigabestellung aktiv umschaltet. Alternativ kann die Umschaltung aber auch passiv, beispielsweise durch eine selbsttätige Freigabe des Formschlusses bei einer Fortsetzung der Stellbewegung der Stellvorrichtung nach dem Erreichen der Abschwenkposition aus der Aufschwenkposition, erfolgen. Einzelheiten zu diesen Alternativen Ausführungsformen werden nachstehend noch näher beschrieben werden. Insgesamt liegt ein wesentliches Element der Erfindung somit in der Ausbildung der Abstreifeinrichtung mit einer Arretierung mit einer Formschlusseinrichtung, die ein Festhalten des Unterschildes am Oberschild in Abhängigkeit von der Schwenkposition des Abstreifschildes ermöglicht und sicherstellt. Damit ist ein definierter Bewegungsablauf zwischen der Schwenkverstellung des Abstreifschildes aus der Aufschwenkposition in die Abschwenkposition und der erst anschließend erfolgenden Verfahrbewegung des Unterschildes am Oberschild aus der Hochfahrposition in die herabgelassene Position möglich, wobei idealerweise beide Bewegungen gemeinsam von der Stellvorrichtung angetrieben werden. Insgesamt ist somit eine eigenständige Stellvorrichtung, die allein die Schwenkbewegung des Abstreifschildes und eine weitere davon unabhängige Stellvorrichtung, die speziell für das Verfahren des Unterschildes am Oberschild dient, nicht mehr erforderlich.
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Die konkrete Ausbildung der Arretierung kann in einem breiten Spektrum variieren. So kann insbesondere die Arretierung bevorzugt ergänzend zur formschlüssigen auch zur kraftschlüssigen Feststellung des Unterschildes am Oberschild ausgebildet sein. Die Arretierung weist neben der Formschlusseinrichtung bei dieser Ausführungsform somit eine Kraftschlusseinrichtung auf, die ebenfalls zum Feststellen des Unterschildes in der am Oberschild hochgefahrenen Position ausgebildet ist, beziehungsweise die Formschlusseinrichtung wirkt gleichzeitig form- und kraftschlüssig. Es versteht sich von selbst, dass die Arretierung zur Verstellung von der form- und kraftschlüssigen Feststellung zur Freigabe des Unterschildes am Oberschild lösbar ausgebildet ist. Ideal ist es beispielsweise, wenn die Arretierung in der Weise ausgebildet ist, dass die Formschlusseinrichtung und die Kraftschlusseinrichtung zusammen zwischen ihrer Arretierstellung und ihrer Freigabestellung schaltbar sind.
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Konkret umfasst die Formschlusseinrichtung der Arretierung zur Herstellung eines Formschlusses beispielsweise wenigstens ein Halteelement und wenigstens ein Formschlusselement (Gegenelement), das zum Formschluss mit dem Halteelement in der Arretierposition ausgebildet ist und, wenn der Abstreifschild seine herabgeschwenkte Position erreicht hat, das Halteelement zum Herabfahren des Unterschildes am Oberschild freigibt. Das Formschlusselement ist dabei in der Weise ausgebildet, dass es zumindest formschlüssig und bevorzugt form- und kraftschlüssig das Halteelement hält bzw. arretiert. Das wenigstens eine Formschlusselement ist bevorzugt am Oberschild und das wenigstens eine Halteelement ist bevorzugt am Unterschild angeordnet, wobei hier selbstverständlich auch eine vertauschte Anordnung dieser Elemente möglich ist. Das wenigstens eine Formschlusselement ist mit anderen Worten bevorzugt in der Weise ausgebildet, dass es mit dem Halteelement wenigstens eine formschlüssige Feststellung und Freigabe des Unterschildes am Oberschild in der am Oberschild hochgefahrenen Position des Unterschildes in Richtung der herabgefahrenen Position des Unterschildes ermöglicht.
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Die Freigabe des durch die Arretierung am Oberschild in der Arretierstellung festgestellten Unterschildes kann ebenfalls durch unterschiedliche Alternativen ermöglicht werden. Die Arretierung kann dazu beispielsweise eine Steuereinrichtung umfassen, die zur Steuerung des Zustandes der Formschlusseinrichtung in Abhängigkeit von der Schwenkstellung des Abstreifschildes und der Relativstellung des Unterschildes gegenüber dem Oberschild ausgebildet ist. Die Arretierung umfasst somit über die Steuereinrichtung aktiv steuerbare Elemente, die beispielsweise zwischen einer Freigabe- und einer Arretierposition verfahren werden können. Dies kann beispielsweise eine Steuereinrichtung zur Steuerung eines Hydraulikbolzens oder eines Schwenkhakens als Formschlusselement zum Arretieren sein. Bevorzugt ist das wenigstens eine Formschlusselement der Formschlusseinrichtung federbeaufschlagt ausgebildet, insbesondere in der Weise, dass die Federbeaufschlagung in die arretierende Position des Formschlusselementes wirkt. Die Federbeaufschlagung ist entsprechend in der Weise ausgebildet, dass sie das Formschlusselement der Arretierung in seine Haltestellung drückt, so dass zur Freigabe des Unterschildes am Oberschild entsprechend die durch die Federbeaufschlagung hervorgerufene Haltekraft, insbesondere durch eine geeignete Stelleinrichtung, überwunden werden muss. Eine Federbeaufschlagung hat einerseits den Vorteil, dass sie vergleichsweise einfach realisierbar ist. Darüber hinaus weist eine Federbeaufschlagung ein hohes Maß an Funktionszuverlässigkeit auf. Auch wenn in Bezug auf die konkrete Ausbildung der Federbeaufschlagung auf ein breites Spektrum zurückgegriffen werden kann, hat sich hier insbesondere die Verwendung eines, beispielsweise hydraulisch, schaltbaren Federspeicherelementes nach dem Fail-Safe-Prinzip bewährt.
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Grundsätzlich kann die konkrete Gestaltung des Halteelementes und des Formschlusselementes der Formschlusseinrichtung der Arretierung auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. Wichtig ist, dass das Formschlusselement das Halteelement in der Weise halten bzw. arretieren kann, dass der Unterschild in seiner am Oberschild hochgezogenen Position verbleibt, solange eine Arretierung erwünscht ist, und freigebbar ist, wenn der Unterschild am Oberschild aus seiner hochgefahrenen Position herabgefahren werden soll. Zur konkreten Ausbildung des Formschlusselements und des Halteelements kann daher grundsätzlich auf sämtliche Formschlusselemente zurückgegriffen werden, die zumindest in der Weise ausgebildet sind, dass der Formschluss zwischen dem Formschlusselement und dem Halteelement in der Arretierstellung ein Ausfahren des Unterschildes am Oberschild unterbindet. Besonders bewährt haben sich hierzu beispielsweise in Form eines Hakens, insbesondere Schwenkhakens, gestaltete Formschlusselemente, die zum wenigstens teilweisen Umgriff eines als Vorsprung ausgebildeten Haltelementes, beispielsweise in Form einer Halteöse oder eines Haltebolzens, ausgebildet sind. Das Formschlusselement ist ferner ergänzend oder alternativ, insbesondere am Oberschild, bewegbar zur Herstellung und Freigabe des Formschlusses gelagert und das, insbesondere am Unterschild angeordnete, Halteelement ist bevorzugt feststehend an dem jeweiligen Befestigungselement ausgebildet.
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Dabei hat es sich besonders bewährt, wenn das wenigstens eine Formschlusselement beispielsweise ein in Halterichtung federbeaufschlagtes Rastelement, insbesondere einen Fang- beziehungsweise Haltehaken, umfasst, der mit dem als Blockierbolzen beziehungsweise Fangbolzen ausgelegten Halteelement wechselwirkt und dieses in der Arretierstellung hintergreift. Alternativ kann ein solches Rastelement beispielsweise auch unmittelbar durch entsprechend ausgebildete Federelemente, wie beispielsweise Blattfedern, erhalten werden, an deren Schenkeln Umgriffelemente zum Hintergreifen eines Halteelementes, beispielsweise eines Fangbolzens, vorhanden sind. Grundsätzlich kommen all diejenigen Ausbildungen von Halteelement und Gegenelement infrage, die eine sichere Arretierung des Unterschildes am Oberschild, insbesondere über formschlüssige und bevorzugt auch kraftschlüssige Mechanismen, ermöglichen. Dies betrifft selbstverständlich auch eine ebenfalls bevorzugte Weiterbildung in der Weise, dass mehrere Halteelemente und/oder mehrere Gegenelemente vorhanden sind.
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Bevorzugt weist das Rastelement, insbesondere der Fanghaken, wenigstens eine Einlaufgleitschräge und/oder eine Auslaufgleitschräge auf. Insbesondere für den Fall, dass das Rastelement federbeaufschlagt ist, ermöglicht die Einlaufgleitschräge und die Auslaufgleitschräge ein Vorbeiführen des Halteelementes, insbesondere des Blockierbolzens, unter Überwindung der durch die Federbeaufschlagung erhaltenen Haltekraft. Die Einlaufgleitschräge zeichnet sich somit dadurch aus, dass sie schräg zur Einlaufrichtung des Blockierbolzens in das Rastelement beim Hochstellen des Unterschildes am Oberschild verläuft. Die Auslaufgleitschräge verläuft dagegen schräg zur Auslaufrichtung des Blockierbolzens aus dem Rastelement, wenn der Unterschild am Oberschild ausgefahren wird. Die Einlaufgleitschräge und/oder die Auslaufgleitschräge haben jeweils den Vorteil, dass sie unter Aufbringung einer Stellkraft das Gegenelement und insbesondere den Blockierbolzen selbsttätig in die Haltestellung beziehungsweise aus der Haltestellung heraus überlaufen und somit keine zusätzliche Steuereinrichtung erforderlich ist, die die Arretierung aktiv in einen arretierenden und einen freigebenden Zustand umschaltet. Eine entsprechend ausgebildete Arretierung funktioniert somit selbsttätig allein getrieben durch die Stellvorrichtung.
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Ergänzend oder alternativ kann die Formschlusseinrichtung beispielsweise auch ein hydraulisch betätigbares Sperrglied umfassen. Konkret kann beispielsweise ein Hydraulikzylinder oder ein anderes, beispielsweise auch elektrisch schaltbares, Element vorgesehen sein, mit dem die Position des Formschlusselementes gegenüber dem Halteelement zwischen der Arretierstellung und der Freigabestellung verstellbar ist.
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Grundsätzlich weist die Arretierung bevorzugt Elemente am Unterschild und am Oberschild auf, wobei es beispielsweise jedoch auch möglich ist, die Arretierung auf einem dieser beiden Elemente und zum Teil am Maschinenrahmen anzuordnen. Im praktischen Einsatz hat sich die Lagerung des Formschlusselementes am Oberschild und des Halteelementes am Unterschild als besonders bevorzugt erwiesen. Ferner kann, um eine besonders stabile Arretierung zu erhalten, die Anzahl der Halteelemente und/oder der Formschlusselemente vervielfacht werden. Mit der Arretierung ist vorliegend all dasjenige bezeichnet, was zur Arretierung des Unterschildes am Oberschild in der hochgefahrenen Position vorgesehen ist.
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Erfindungsgemäß ist die Stellvorrichtung zum Antrieb für die Schwenkbewegung des Abstreifschildes und gleichzeitig auch für die Höhenverstellung des Unterschildes am Oberschild vorgesehen und entsprechend angeordnet. Dazu kann die Stellvorrichtung beispielsweise ein Linearstellglied, insbesondere eine Zylinder-Kolben-Einheit, sein, welches an seinem einen Ende am Maschinenrahmen und an seinem anderen Ende am Unterschild angeordnet ist. Die durch die Stellvorrichtung zur Verfügung gestellte Stellkraft muss einerseits für die Schwenkbewegung und andererseits für die Höhenverstellung des Unterschildes am Oberschild genutzt werden. Hierzu ist es beispielsweise möglich, dass über entsprechende Sensorelemente die Schwenkpositionen des Abstreifschildes und/oder die Verschiebeposition des Unterschildes am Oberschild überwacht wird und die Stellkraft der Stellvorrichtung durch eine geeignete Steuereinheit in Abhängigkeit von den ermittelten Sensorwerten automatisch variiert wird.
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Bevorzugt ist es allerdings, wenn die Arretierung selbsttätig und ohne gesonderte Steuerbefehle einer Steuereinheit die Arretierung bzw. das Lösen der Arretierung des Unterschildes am Oberschild steuert. Dies gelingt insbesondere dann, wenn die in der Arretierstellung von der Arretierung aufgebrachte Haltekraft größer ist als die erforderliche Stellkraft zum Herabschwenken des Abstreifschildes aus der Aufschwenkposition in die Abschwenkposition. Haltekraft bezeichnet dabei diejenige Kraft der Arretierung, die von ihr im Arretierungszustand, d. h. dann, wenn der Unterschild am Oberschild hochgefahren und arretiert ist (Arretierstellung), aufgebracht wird. Die Stellkraft ist dagegen diejenige Kraft, die bei einer Aktivierung der Stellvorrichtung bei hochgeschwenktem und am Oberschild eingefahrenem Unterschild erhalten wird. Dadurch, dass die Haltekraft der Arretierung somit größer als die Stellkraft der Stellvorrichtung zum Herabschwenken des Abstreifschildes ist, wird die Abschwenkbewegung des Abstreifschildes gegenüber der Ausfahrbewegung des Unterschildes am Oberschild bevorzugt und läuft gegenüber diesem priorisiert ab. Dadurch ist es möglich, dass der Abstreifschild zunächst zuverlässig seine Abschwenkposition erreicht, bevor die Arretierung gelöst und der Unterschild am Oberschild herabgefahren wird.
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Die Hochschwenkbewegung des Abstreifschildes sollte möglicht erst dann erfolgen, wenn der Unterschild am Oberschild seine hochgezogene Endposition erreicht hat, wodurch beispielsweise der für das Aufschwenken des Abstreifschildes erforderliche Schwenkraum minimiert wird. Bevorzugt umfasst die Arretierung daher einen Anschlag, der die Maximalverstellung des Unterschildes in Hochziehrichtung am Oberschild begrenzt. Damit wird unter anderem eine eindeutige Endposition des Unterschildes am Oberschild beim Hochfahren festgelegt, was insbesondere die Umschaltung der von der Stellvorrichtung kommenden Stellkraft zum Hochziehen des Unterschildes am Oberschild hin zum Aufschwenken des Abstreifschildes aus der Abschwenkposition erleichtert.
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Um den Schwenkvorgang des Abstreifschildes vom Verstellvorgang des Unterschildes am Oberschild vom Bewegungsablauf her noch klarer zu trennen, kann ergänzend oder alternativ zur Koordination der Höhenverstellung des Unterschildes am Oberschild und der Schwenkbewegung des Abstreifschildes wenigstens eine Führungsvorrichtung vorhanden sein, über die insbesondere die Verschiebebewegung des Unterschildes am Oberschild zumindest bei herabgeschwenktem Abstreifschild geführt ist. Durch die Führungsvorrichtung wird erreicht, dass der Unterschild gegenüber dem Oberschild einem festgelegten Verschiebeweg folgt. Gleichzeitig ist die Führungsvorrichtung weiter bevorzugt als Schwenkverriegelung ausgebildet. Die Schwenkverriegelung verhindert, dass der Abstreifschild in einem bestimmten Verstellbereich des Unterschildes gegenüber dem Oberschild aus seiner Abschwenkposition herausschwenken kann. Die Schwenkverriegelung wirkt dabei bevorzugt bei dem in Abschwenkposition befindlichen Abstreifschild in einem Bereich, in dem der Unterschild am Oberschild zumindest teilweise herabgefahren ist und nicht in seiner maximal hochgezogen Position ist. In der maximal hochgezogenen Position des Unterschildes ist die Schwenkverriegelung gegenüber dem Oberschild dagegen vorzugsweise so ausgebildet, dass sie ausgehend von dieser Position ihren Zustand zwischen ”verriegelt” und ”freigegeben” umschaltet und der Abstreifschild beispielsweise aus der Schwenkverriegelung ausfädeln (beim Aufschwenken) bzw. einfädeln (beim Abschwenken) kann.
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Die Schwenkverriegelung ist zudem idealerweise als eine selbsttätig wirkende Einrichtung ausgebildet, die neben der Verfahrsteuerung des Unterschildes am Oberschild keine zusätzliche Steuerung benötigt. Konkret kann die Führungsvorrichtung mit Schwenkverriegelung beispielsweise einen seitlich (d. h. in Axialrichtung der Schwenkachse des Abstreifschildes) über den Rand des Unterschildes vorstehenden Vorsprung, beispielsweise Kulissenstein, am Unterschild aufweisen, der zum Herabfahren des Unterschildes am Oberschild aus der maximal nach oben verfahrenen Stellung des Unterschildes in eine Linearführung, beispielsweise eine Gleitnut an den Seitenwänden des Fräswalzenkastens, eingreift. Die Gleitnut stellt gegenüber dem in die Gleitnut eingefädelten Kulissenstein und damit der Einheit des Abstreifschildes aus Unterschild und Oberschild ein Schwenkweghindernis dar. Es versteht sich von selbst, dass in der konkreten Ausführung der Führungsvorrichtung mit Schwenkverriegelung auf zahlreiche Varianten zurückgegriffen werden kann, die ebenfalls von der Erfindung mit umfasst sind.
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Die wesentliche Aufgabe der Stellvorrichtung liegt erfindungsgemäß darin, sowohl die für die Schwenkbewegung des Abstreifschildes als auch die für die Verschiebebewegung des Unterschildes am Oberschild erforderliche Stellkraft zur Verfügung zu stellen. Dazu kann die Stellvorrichtung beispielsweise ein motorisches Antriebselement umfassen. Besonders bevorzugt ist es allerdings, wenn die Stellvorrichtung einen Hydraulikzylinder umfasst und an ein Hydrauliksystem der Fräsmaschine angeschlossen ist. Die konkrete Anlenkung des Hydraulikzylinders am Abstreifschild erfolgt vorzugsweise über jeweils ein Schwenkgelenk am Maschinenrahmen und am Unterschild, wobei die Schwenkachsen dieser Schwenkgelenke zusammen mit der Schwenkachse des Abstreifschildes am Maschinenrahmen in der Schwenkebene des Abstreifschildes ein Gelenkdreieck bilden. Die Anordnung dieser drei Gelenke in einem Gelenkdreieck stellt sicher, dass für die Schwenkbewegung des Abstreifschildes vom Hydraulikzylinder kein Totpunkt im Stellbereich durchlaufen werden muss. Das Gelenkdreieck ist dabei ganz besonders bevorzugt in der Weise angeordnet, dass die Gelenkachse des Hydraulikzylinders am Maschinenrahmen in der Schwenkebene des Abstreifschildes auf der Außenseite des Abstreifschildes und insbesondere bezüglich der Schwenkachse des Abstreifschildes entgegen der Fahrtrichtung der Baumaschine versetzt ist. Der Hydraulikzylinder liegt mit seinen Gelenkachsen somit bevorzugt hinter der Schwenkachse des Abstreifschildes. Mit dieser Anordnung können große Schwenkwinkel bei vergleichsweise geringer Bauform des Hydraulikzylinders erreicht werden, wodurch der Abstreifschild sehr weit geöffnet werden kann, ohne dass auf Hydraulikzylinder mit vergleichsweise großer Bauform zurückgegriffen werden muss. Der für die Schwenkbewegung des Abstreifschildes zwischen der Aufschwenk- und der Abschwenkposition erforderliche Stellweg ist entsprechend vergleichsweise gering, insbesondere, wenn die Schwenkachse des Hydraulikzylinders am Maschinenrahmen möglichst nah zur Schwenkachse des Abstreifschildes in der Schwenkebene hin verlagert ist. Mit der Bezeichnung ”am Maschinenrahmen” sind insbesondere solche Anlenkstellen bezeichnet, die entweder Teil eines Tragrahmens der Baumaschinen sind oder die an einem mit diesem Tragrahmen fest verbundenen Element angeordnet sind, wie bei häufigen Ausführungsformen beispielsweise die Oberwand des Fräswalzenkastens und/oder die feststehenden oberen Bereich der Seitenwände des Fräswalzenkastens.
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Moderne Baumaschinen verfügen üblicherweise bereits über ein Hydrauliksystem. Es ist daher bevorzugt, wenn die Arretierung der Abstreifeinrichtung hydraulisch steuerbar ist, beispielsweise mit Hilfe eines Hydraulikzylinders zur Steuerung der Position des Formschlusselementes. Dies umfasst in einer weiter bevorzugten Ausführungsform eine hydraulisch lösbare Federspeicherbremse. Die Federspeicherbremse kann dazu beispielsweise Elemente umfassen, die den Unterschild gegenüber dem Oberschild sperren und/oder verblocken, wie beispielsweise federbeaufschlagte Reibflächen etc. Um die Arretierung des Unterschildes am Oberschild zu lösen, ist es vorgesehen, dass das Federspeicherelement der Federspeicherbremse mit Druck beaufschlagt wird. Dies gelingt beispielsweise durch die Zwischenschaltung eines Druckzuschaltventils, welches gewährleistet, dass eine Freigabe der Federspeicherbremse zum Herabfahren des Unterschildes erst bei in Abschwenkposition befindlichem Abstreifschild erreicht wird, da erst dann der Hydraulikdruck durch das in der Abschwenkposition beispielsweise an den Seitenwänden des Fräswalzenkastens anliegende Abstreifschild stark ansteigt.
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Grundsätzlich eignet sich die erfindungsgemäße Abstreifeinrichtung für all diejenigen Bodenfräsmaschinen, die einen höhenverstellbaren Abstreifschild aufweisen und gleichzeitig einen guten Zugang zu der in einem Fräswalzenkasten angeordneten Fräswalze benötigen. Ganz besonders trifft dies auf Straßenfräsen zum Abtragen von Deckschichten von Asphaltstraßen und auf sogenannte Surfaceminer zum Abbau von Bodenmaterial im Bergbaubetrieb zu. Dabei ist der Abstreifschild Teil eines Fräswalzenkastens, in dessen Innenraum die Fräswalze angeordnet ist. Der Fräswalzenkasten ist fest mit dem Tragrahmen der Baumaschine verbunden und umfasst neben zwei Seitenwänden an den gegenüberliegenden Stirnseiten der Fräswalze üblicherweise eine in Fahrtrichtung vor der Fräswalze liegende Vorderwand, eine die Fräswalze nach oben hin abdeckende Fräswalzenkastendecke und den in Arbeitsrichtung hinter der Fräswalze angeordneten Abstreifschild. Erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen, den Abstreifschild der Bodenfräsmaschine gemäß den vorstehenden Ausführungen auszubilden.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung liegt in einem Verfahren zum Steuern einer Abstreifeinrichtung einer Bodenfräsmaschine mit einem Abstreifschild mit einem Oberschild und einem Unterschild. Im Hinblick auf den Aufbau der Abstreifeinrichtung und dem Wechselwirken der einzelnen Elemente zueinander wird Bezug auf die vorstehenden Ausführungen genommen.
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Wesentlich für das erfindungsgemäße Verfahren sind zum Hochfahren des Unterschildes und zum Aufschwenken des Abstreifschildes die Schritte ”Hochfahren des Unterschildes gegenüber dem Oberschild”, ”Feststellen der Unterschildes am Oberschild mit Hilfe einer Formschlusseinrichtung, wenn der Unterschild seine Hochfahrposition am Oberschild erreicht hat” beziehungsweise ”formschlüssiges Arretieren des Unterschildes in seiner Hochfahrposition am Oberschild mit der Arretierung” und ”Aufschwenken des Abstreifschildes in eine Aufschwenkposition”. Der Begriff Hochfahren umfasst dabei eine Verstellung des Unterschildes am Oberschild, die zumindest teilweise in Vertikalrichtung erfolgt. Mit der Bezeichnung ”Feststellen der Unterschildes am Oberschild mit Hilfe einer Formschlusseinrichtung” ist der Vorgang des Arretierens an sich bezeichnet. Dies bedeutet somit nicht, dass verfahrensmäßig zwingend eine aktive Betätigung eines separaten Stellgliedes zur Umschaltung der Formschlusseinrichtung erforderlich ist. Es sind hiervon vielmehr auch selbsttätig ablaufende Prozesse mit umfasst, die beim Erreichen der Hochfahrposition des Unterschildes am Oberschild ablaufen, wie beispielsweise das Einfahren eines Haltebolzens in wenigstens einen Halteschenkel eines federbeaufschlagten Halteelementes oder des Umschwenken eines Haltehakens. Zum Herabschwenken des Abstreifschildes aus der Aufschwenkposition in eine Abschwenkposition und zum Herunterfahren des Unterschildes am Oberschild sind erfindungsgemäß ferner die Schritte ”Herabschwenken des Abstreifschildes mit eingefahrenem und durch eine Arretierung festgestelltem Unterschild aus der Aufschwenkposition in die Abschwenkposition”, ”Freigeben des durch die Arretierung formschlüssig festgehaltenen Unterschildes nach dem Erreichen der Abschwenkposition des Abstreifschildes” (beziehungsweise Umschalten der Formschlusseinrichtung von der Arretierstellung in die Freigabestellung”) und ”Ausfahren des Unterschildes, nachdem die Abschwenkposition erreicht worden ist” vorgesehen. Wesentlich für beide Bewegungsabläufe ist der jeweils zweiphasige Ablauf, umfassend eine Schwenkbewegung des Abstreifschildes und eine Verschiebebewegung des Unterschildes am Oberschild. Die Trennung dieser beiden Bewegungsphasen erfolgt erfindungsgemäß durch das Arretieren bzw. das Freigeben des Unterschildes am Oberschild durch die Arretierung, wobei hier durchaus marginale Überlappungen möglich sind. So kann der Abstreifschild beispielsweise noch minimal schwenken, wenn der Unterschild mit der Ausfahrbewegung am Oberschild beginnt. Im Wesentlichen verlaufen die beiden Bewegungsabläufe allerdings getrennt voneinander.
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Bevorzugt ist somit vorgesehen, dass durch die Arretierung ein Umleiten der durch die Stelleinrichtung entwickelten Stellkräfte beim Verstellen des Abstreifschildes aus der Aufschwenkposition in die Abschwenkposition zugunsten der Schwenkbewegung gegenüber der Verschiebebewegung des Unterschildes am Oberschild erfolgt und erst beim Erreichen der Abschwenkposition die Stellkräfte das Ausfahren des Unterschildes bewirken. Besonders bevorzugt dienen die Stellkräfte ferner zum Lösen des Unterschildes vom Oberschild bzw. zum Überwinden der Haltekraft der Formschlusseinrichtung der Arretierung, sodass die Arretierung selbsttätig und ohne zusätzliche Verfahrensmaßnahmen arbeitet.
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Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gelingt dann besonders gut, wenn sich an das Herabschwenken des Abstreifschildes aus der Aufschwenkposition in die Abschwenkposition ein Aktivieren, beispielsweise eine Einfädeln, in eine Schwenkverriegelung und an das Hochfahren des Unterschildes am Oberschild ein Deaktivieren, beispielsweise ein Ausfädeln, aus der Schwenkverriegeln vor dem Aufschwenken des Abstreifschildes in Richtung der Aufschwenkposition anschließt. Die Schwenkverriegelung erfüllt eine Führungsfunktion und gewährleistet insbesondere, dass während der Verstellung des Unterschildes am Oberschild der Abstreifschild nicht aus seiner Abschwenkposition herausschwenken kann, sondern erst gegen Ende der Hochfahrbewegung des Unterschildes am Oberschild. Das Aktivieren und Deaktivieren, beispielsweise ein Ein- und Ausfädeln, der Schwenkverriegelung vor bzw. nach der Verstellbewegung des Unterschildes am Oberschild ist erforderlich, um überhaupt eine Verschwenkung des Abstreifschildes zu ermöglichen. Es versteht sich von selbst, dass erfindungsgemäß vorgesehen sein kann, dass gegen Ende der Hochfahrbewegung des Unterschildes am Oberschildbereich zumindest teilweise eine Schwenkbewegung eingeleitet werden kann. Wesentlich ist, dass der Unterschild bereits von der Arretierung gehalten wird, bevor die Schwenkbewegung eingeleitet wird bzw. umgekehrt, dass die Schwenkbewegung vor dem Herabfahren des Unterschildes am Oberschild bereits soweit abgeschlossen ist, dass der Abstreifschild in die Schwenkverriegelung eingefädelt ist, bevor die Arretierung den Unterschild freigibt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich dabei insbesondere zum Steuern einer vorstehend beschriebenen Abstreifeinrichtung bei einer der Erfindung entsprechend ausgebildeten Bodenfräsmaschine, insbesondere für eine Straßenfräse oder einen Surfaceminer.
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Die Erfindung wird in den nachstehenden Ausführungsbeispielen der Figuren näher erläutert.
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Es zeigen schematisch:
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1 eine Seitenansicht auf eine Bodenfräsmaschine;
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2a bis 2c Seitenansichten zur Verdeutlichung der Funktionsweise des Abstreifschildes;
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3a und 3b eine perspektivische Schrägansicht von schräg rechts hinten (3a) und eine Draufsicht auf die Rückseite (3b) eines Fräswalzenkastens mit Abstreifschild in herabgeschwenkter und ausgefahrener Position;
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4a und 4b eine perspektivische Schrägansicht von schräg rechts hinten (4a) und eine Rückansicht (4b) auf einen Fräswalzenkasten mit herabgeschwenktem Abstreifschild am hochgefahrenen Unterschild;
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5 eine perspektivische Schrägansicht von schräg rechts hinten auf den Fräswalzenkasten aus den 3a bis 4b mit aufgeschwenktem Abstreifschild;
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6a und 6b Ausschnittsvergrößerungen aus den 3a (6b) und 4a (6a);
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7a und 7b Draufsicht auf eine alternative Ausführungsform einer Arretierung;
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8 eine perspektivische Schrägansicht von schräg rechts hinten auf den Fräswalzenkasten mit einer Arretierung in einer alternativen Ausführungsform; und
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9a und 9b Detailansichten auf die Einzelheiten der Formschlusseinrichtung aus 8.
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Baugleiche Bauteile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen angegeben, wobei sich in den Figuren wiederholende Bauteile aus Übersichtlichkeitsgründen nicht unbedingt in jeder einzelnen Figur erneut angegeben sind.
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1 zeigt eine Bodenfräsmaschine 1 (konkret eine Straßenfräse) in Seitenansicht. Die Arbeitsrichtung (Vorwärtsrichtung) ist mit dem Pfeil a angegeben. Wesentliche Elemente der Baumaschine 1 sind ein Fräswalzenkasten 2, ein Maschinenrahmen 3 mit einem Fahrstand 4 und über Hubsäulen am Maschinenrahmen 3 gelagerte Raupengondeln 5. Die Bodenfräsmaschine 1 umfasst ferner einen nicht näher bezeichneten Antriebsmotor, der neben der Vortriebsleistung in Arbeitsrichtung a insbesondere auch die Antriebsenergie für eine Fräswalze (in 1 nicht näher angegeben) liefert. Die Fräswalze ist im Inneren des Fräswalzenkastens 2 angeordnet und weist eine horizontale und sich quer zur Arbeitsrichtung a erstreckende Rotationsachse auf. Im Arbeitsbetrieb wird die Baumaschine 1 somit über den abzufräsenden Untergrund in Arbeitsrichtung a bewegt, wobei die Fräswalze in Eingriff mit der Bodenoberfläche 6 ist. Das aufgefräste Fräsgut wird im Fräswalzenkasten 2 gesammelt und über eine Fördereinrichtung, insbesondere umfassend ein Förderband 7, nach vorn oder schräg zur Seite hin abgeworfen, beispielsweise auf ein entsprechendes Transportfahrzeug. Eine wesentliche Aufgabe des Fräswalzenkastens 2 liegt darin, Fräsgut zu sammeln und die Fräswalze nach außen hin abzuschirmen. Der Aufbau des Fräswalzenkastens 2 soll zunächst beispielhaft an dem in 3a angegebenen Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
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Der Fräswalzenkasten 2 hat einen im Wesentlichen kastenartigen und nach unten offenen Aufbau. Zu den Stirnseiten der Fräswalze 9 ist jeweils ein höhenverstellbarer Seitenschild 10 an einem feststehenden Seitenwandelement 11 angeordnet. Nach oben hin ist der Fräswalzenkasten 2 von einem Deckenwandelement 12 abgeschlossen. In Arbeitsrichtung a weist der Fräswalzenkasten ein in den Figuren nicht näher bezeichneten Frontschild auf, der insbesondere eine optional verschließbare Durchtrittsöffnung zum Heraustransport des Fräsgutes aus dem Inneren des Fräswalzenkastens 2 aufweist. Nach hinten hin ist der Fräswalzenkasten 2 von einem Abstreifschild 13 mit einem Unterschild 14 und einem Oberschild 15 begrenzt. Die Einheit aus Unterschild 14 und Oberschild 15 wird somit insgesamt als Abstreifschild 13 bezeichnet. Der Abstreifschild 13 kann ferner eine mit einer Materialauswurfklappe 13' verschließbare Durchtrittsöffnung umfassen (8), durch die wahlweise das aufgefräste Material aus dem Fräswalzenkasten 2 herausgeführt und beispielsweise auf einem Förderband oder dem Untergrund abgelegt werden kann.
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Der Abstreifschild 13 erfüllt mehrere Aufgaben. Einerseits streift er bei herabgelassenem Unterschild 14 mit der Unterkante 16 des Unterschildes 14 hinter der Fräswalze 9 über die abgefräste Oberfläche des Fräsbettes und kratzt somit bei auf dem Fräsbett aufliegender Positionierung Fräsgut in das Innere des Fräswalzenkastens 2. Alternativ kann der Abstreifschild 13 auch mit seiner Unterkante 16 beabstandet zum Fräsbett eingestellt und beim Fräsvorgang mitgeführt werden. Dann wird im Fräsbetrieb beispielsweise eine bestimmte Menge Fräsgut auf dem Fräsbett belassen. Andererseits ist über den Abstreifschild auch ein Zugriff auf die im Inneren des Fräswalzenkastens 2 gelagerte Fräswalze 9 möglich, beispielsweise zu Wartungszwecken, um abgenutzte Fräsmeißel auszutauschen. Um diese beiden Funktionen zu ermöglichen, ist der Abstreifschild 13 einerseits um eine Schwenkachse b aufschwenkbar am Fräswalzenkasten 2 gelagert und andererseits kann der Unterschild 14 am Oberschild 15 herauf- und herabgefahren beziehungsweise linear verstellt werden, um die Höhenlage der Unterkante 16 des Abstreifschildes 13 gegenüber der Oberfläche des Fräsbetts regulieren zu können.
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Die für den Betrieb der Baumaschine 1 wesentlichen Positionierungen des Abstreifschildes 13 ergeben sich beispielsweise aus den 2a, 2b und 2c, die eine schematische Seitenansicht des Bereichs um den Abstreifschild 13 der Baumaschine betreffen. In 2a ist der Unterschild 14 relativ zum Oberschild 15 in seiner maximal herabgefahrenen Position und steht auf der Oberfläche 6 des Fräsbetts (gepunktete Linie) mit seiner Unterkante 16 auf. Im Fräsbetrieb kratzt der Abstreifschild 13 somit hinter der Fräswalze 9 liegendes Material vom Fräsbett zum Innenraum des Fräswalzenkastens 2 hin ab und sorgt dafür, dass dieses nicht aus dem Innenraum des Fräswalzenkastens 2 nach hinten hin austritt. Diese Position des Unterschildes 14 gegenüber dem Oberschild 15 wird auch als Ausfahrposition bezeichnet. In 2b ist der Unterschild 14 am Oberschild 15 in seiner Höhe nach oben verstellt und in seiner am Oberschild 15 hochgefahrenen Position dargestellt. Diese Position wird auch als Hochfahrposition bezeichnet. In der Hochfahrposition (beispielsweise auch in den 4a, 4b und 6a) wird der Unterschild 14 am Oberschild 15 mit Hilfe einer Arretierung 17 festgestellt. Die wesentlichen Elemente der Arretierung 17 sind in den 3a, 3b, 4a und 4b mit einem gestrichelten und mit dem Bezugszeichen 17 bezeichneten Kasten hervorgehoben. In 2c ist der Abstreifschild 13 in aufgeschwenkter Position angegeben, in der er von der in den 2a und 2b gezeigten Abschwenkposition um die Schwenkachse b in Pfeilrichtung c in seiner Aufschwenkposition hochgeschwenkt ist, sodass die Fräswalze 9 von außerhalb des Fräswalzenkastens 2 zugänglich ist.
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Der Antrieb für die Schwenkbewegung des Abstreifschildes 13 zwischen der Aufschwenkposition (2c und 5) und der Abschwenkposition (beispielsweise 2b, 4a und 4b) und der Verstellung des Unterschildes 14 am Oberschild 15 zwischen der Ausfahrposition (2a, 3a und 3b) und der Hochfahrposition (2b, 4a und 4b) wird über eine Stellvorrichtung 20 (konkret eine hydraulische Zylinder-Kolben-Einheit) erreicht, die über die Gelenkverbindung d am Fräswalzenkasten 2 und an ihrem anderen Ende über die Gelenkverbindung e am Unterschild 14 angelenkt ist. Die Gelenkverbindungen d und e sind um quer zur Arbeitsrichtung a und parallel zur Rotationsachse der Fräswalze 9 verlaufende Schwenkachsen d' und e' drehbar ausgebildet (in 3a sind die jeweiligen Schwenkachsen d' und e' gestrichelt angegeben), die zusammen mit der Schwenkachse b parallel zur Rotationsachse f der Fräswalze 9 verlaufen. Die Schwenkachsen b, d' und e' verlaufen dabei zueinander und zur Rotationsachse f der Fräswalze 9 parallel. In einer Ebene orthogonal zu diesen Schwenkachsen (Schwenkebene) liegen die Schwenkachsen b, d' und e' stets in einem Dreieck zueinander, unabhängig davon, ob die Aufschwenkposition, die Abschwenkposition oder die Herabfahrposition des Unterschildes 14 vorliegt. Dadurch werden Totpunktstellungen vermieden und ein eindeutiger Bewegungsablauf durch die Stellvorrichtung 20 gewährleistet.
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Weitere Details zur Funktionsweise der Abstreifeinrichtung 21 (bezeichnet zusammenfassend den Abstreifschild 13 mit der Stellvorrichtung 20, der Arretierung 17 und in der vorliegenden Ausführungsform der nachstehend noch näher bezeichneten Führungseinrichtung) werden nachstehend anhand der Figuren weiter erläutert.
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Ein für die Erfindung wesentliches Element der Abstreifeinrichtung 21 ist die Arretierung 17. Die Arretierung 17 bewirkt eine Feststellung des Unterschildes 14 am Oberschild 15 in der Hochfahrposition des Unterschildes 14 am Oberschild 15, wie beispielsweise den 2b, 4a und 4b entnommen werden kann, beziehungsweise verhindert, dass der Unterschild in seiner hochgefahrenen Position vor dem Erreichen der Abschwenkposition des Abstreifschildes am Oberschild herabfährt. Den Unterschild in der hochgefahrenen Position am Oberschild ”feststellen” beziehungsweise ”arretieren” ist somit primär dahingehend zu verstehen, dass der Unterschild in der aufgeschwenkten Position des Arretierschildes und während des Abschwenkvorgangs des Arretierschildes am Oberschild nicht ausfährt. Die Schwenkbewegung des Abstreifschildes 13, insbesondere die Abschwenkbewegung entgegen Pfeilrichtung c, erfolgt mit in dieser Position arretiertem Unterschild 14 am Oberschild 15, wie beispielsweise den 2c und 5 entnommen werden kann. Die 3a bis 6b spiegeln dabei zunächst die Ausbildung einer Abstreifeinrichtung und deren Funktionsablauf wieder.
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Zentrales funktionales Element der Arretierung 17 ist eine Formschlusseinrichtung 17' mit wenigstens einem Formschlusselement und einem Halteelement, die im Formschluss befindlich die Feststellung des Unterschildes am Oberschild bewirken. In den 3a bis 6b sind als Teile der Formschlusseinrichtung 17' zwei nach außen vorstehende und im unteren Bereich des Unterschildes angeordnete Haltebolzen 22 (Halteelemente) und ein Rastelement 23 (Formschlusselement) am Oberschild 15 vorhanden. Das Rastelement 23 umfasst eine Zugfeder 24, die zwei einander gegenüberliegend angeordnete und jeweils um einen Drehpunkt 25 schwenkbar gelagerte zweischenklige Haltearme 28 miteinander auf Zug verbindet. Die Haltearme 28 sind zweiarmig ausgebildet mit einem Rastelement beziehungsweise einem Fangarm 27 mit Hakenelement und einem Federarm 26, dessen Enden über die Zugfeder 24 miteinander verbunden sind. Weiter ist für jeden Haltarm 26 ein Drehanschlag 29 vorhanden, der die durch die Zugbewegung der Zugfeder 24 hervorgerufene Einschwenkbewegung der Federarme 28 zueinander bzw. Ausschwenkbewegung der Fangarme 27 zueinander begrenzt. Die Haltearme 26 sind in der Weise angeordnet, dass die Fangarme 27 jeweils mit einem der Haltebolzen 22 entgegen der Zugkraftwirkung der Zugfeder 24 in Eingriff gelangen, wenn der Unterschild 14 am Oberschild 15 hochgezogen wird. Die Hochziehbewegung erfolgt dabei durch die Stellvorrichtung 20, die vorliegend als doppelte Zylinderkolben-Einheit ausgebildet ist, wobei jeweils ein Zylinderkolben nahe der Rückseite des Fräswalzenkastens 2 zwischen einem unteren Bereich des Unterschildes 14 (Gelenkverbindungen e) und einem Abstandsrahmen 31, der nach hinten vom Fräswalzenkasten 2 gegenüber der Schwenkachse b des Abstreifschildes 13 vorsteht, gelenkig gelagert ist.
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Beim Zusammenfahren der Zylinderkolben-Einheiten der Stellvorrichtung 20 ausgehend von der Ausfahrposition des Unterschildes 14 und der Abschwenkposition des Abstreifschildes 13, wie in den 3a und 3b gezeigt, ergibt sich folgender Funktionsablauf: Durch ein Zusammenfahren der Zylinderkolben-Einheiten der Stellvorrichtung 20 wird der Unterschild 14 am Oberschild 15 linear hochgezogen. Um einen gleichmäßigen Bewegungsablauf zu gewährleisten, ist hierzu eine Führungseinrichtung 32 (beispielhaft in 3b angegeben), umfassend unter anderem zwei sich in Vertikalrichtung erstreckende Langlöcher 33 im Oberschild 15, die von Führungsdurchgriffen 34, die über die Außenoberfläche des Unterschildes 14 nach hinten vorstehen, durchragt werden und an den Längsflanken des jeweiligen Langlochs 33 entlang gleiten. Durch die Hochfahrbewegung nähern sich die Haltebolzen 22 den Fangarmen 27 an. Kurz vor Erreichen der Arretierposition gleiten die Haltebolzen 22 auf Einlaufschrägen 35 (3b und 4b) an den Fangarm 27 auf. Die Einlaufschrägen 35 verlaufen dabei schräg zur Hochziehrichtung (in ca. einem 45° Winkel), sodass die Haltebolzen 22 die Fangarme 27 zusammendrücken und dadurch die Zugfeder 24 weiter spannen. Überschreiten die Haltebolzen 22 den Endpunkt der Einlaufschräge 35, schnellen die Fangarme 27, getrieben durch die Zugkraft der Zugfeder 24, wieder nach außen und umgreifen die Haltebolzen 22 teilweise zum Formschluss, wie es in den 4a und 4b gezeigt ist. Dadurch ist der Verstellweg des Unterschildes 14 nach unten durch die in die Fangarme 27 eingerasteten Haltebolzen 22 formschlüssig gesperrt. Um den Unterschild 14 am Oberschild 15 wieder nach unten herabzufahren, ist entsprechend ein Lösen des Formschlusses erforderlich, was vorliegend durch eine Überwindung der durch die Zugfeder 24 hervorgerufenen Haltekraft durch die Zylinderkolben-Einheiten der Stellvorrichtung 20 erreicht wird.
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Werden die Zylinderkolben-Einheiten der Stellvorrichtung 20, ausgehend von den 4a und 4b, weiter zusammengefahren, setzt sich die Hochziehbewegung des Unterschildes 14 am Oberschild 15 nicht fort. Dies wird durch den Langlochanschlag 36, der eine Fortsetzung der Hochfahrbewegung der Führungsdurchgriffe 34 verhindert, erreicht (Situation beispielsweise gemäß 4a). Stattdessen schwenkt der Abstreifschild 13 am Fräswalzenkasten 2 um seine Schwenkachse b bis zur in 5 gezeigten Situation auf. Durch die dadurch erhaltene Öffnung im Fräswalzenkasten 2 kann nun, beispielsweise zu Wartungszwecken, auf die Fräswalze 9 von außen zugegriffen werden. Ergänzend oder alternativ kann beispielsweise auch eine im Inneren des Fräswalzenkastens 2 angeordnete Berieselungsanlage gewartet werden.
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Soll nun ausgehend von 5 der Arbeitsbetrieb wieder aufgenommen werden, ist es wichtig, dass der Abstreifschild 13 von seiner Aufschwenkposition zunächst in die Abschwenkposition gelangt und erst anschließend der Unterschild 14 am Oberschild 15 ausgefahren wird. Dieser Vorgang wird nachstehend erläutert: Durch ein Ausfahren der Zylinderkolben-Einheiten der Stellvorrichtung 20 schwenkt der Abstreifschild 13 zunächst von der Aufschwenkposition in die Abschwenkposition und anschließend fährt der Unterschild 14 am Oberschild 15 herab. Die erste Bewegungsphase des Abstreifschildes 13 verdeutlicht insbesondere der Vergleich der 5 als Ausgangssituation mit den 4a und 4b, in denen die Abschwenkposition dargestellt ist. Ein bis dahin ungewünschtes Ausfahren des Unterschildes 14 am Oberschild 15 wird durch die Arretierung 17 gewährleistet, die über die Fangarme 27 und die Haltebolzen 22 den am Oberschild 15 hochgefahrenen Unterschild 14 form- und kraftschlüssig festhält. Die erforderliche Haltekraft wird insbesondere über die Zugkraft der Zugfeder 24 erhalten. Es versteht sich, dass die über die Zugfeder 24 erhaltene Zugkraft entsprechend größer bemessen ist als die erforderliche Stellkraft für das Abschwenken des Abstreifschildes 13 von der Aufschwenkposition in 5 in die Abschwenkposition in den 4a und 4b. Dies ist insofern unproblematisch, als dass die Abschwenkbewegung des Abstreifschildes 13 größtenteils schwerkraftgetrieben erfolgt. Die Abschwenkbewegung des Abstreifschildes erfolgt bis zur Anlage am Fräswalzenkasten 2, wie in den 4a und 4b gezeigt. Dazu ist eine Schwenkbegrenzung 37 vorhanden, die ein weiteres Einschwenken des Abstreifschildes 13 über die in den 4a und 4b gezeigte Situation hinaus verhindert.
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Einzelheiten der Schwenkbegrenzung 37 ergeben sich insbesondere aus 6a, die eine Ausschnittsvergrößerung des gestrichelt eingerahmten Bereichs g aus 4a ist. Die Schwenkbegrenzung umfasst einen Schwenkanschlag 38 an der Seitenwand 11 des Fräswalzenkastens 2, gegen den ein Gegenanschlag 39 (konkret eine Kulissenstein) in der Abschwenkposition des Abstreifschildes 13 zur Anlage kommt. Der Gegenanschlag 39 ist in der Weise ausgebildet, dass er von der Außenseite des Unterschildes 14 nach außen hin vorsteht und den Seitenrandbereich des Unterschildes 14 zur Seitenwand 11 des Fräswalzenkastens 2 überlappt, wodurch ein Schwenkhindernis in Einschwenkrichtung (entgegen c) durch den Schwenkanschlag 38 und den Gegenanschlag 39 erhalten wird.
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Wird die Ausfahrbewegung der Zylinderkolben-Einheiten der Stellvorrichtung 20 ausgehend von der Abschwenkposition in den 4a, 4b und 6a fortgesetzt, ist durch die Schwenkbegrenzung 37 ein weiteres Einschwenken des Abstreifschildes verhindert. Die durch die ausfahrende Zylinderkolben-Einheiten der Stellvorrichtung 20 erhaltene Stellkraft wirkt daher nun auf die Arretierung 17 und drückt schließlich, beim Überschreiten der Haltekraft der Arretierung 17, mit den Haltebolzen 22 die Fangarme 27 beim Überfahren des Auslaufschrägen 47 selbsttätig aus dem Verschiebeweg des Unterschildes 14 am Oberschild 15 und löst damit den Formschluss zwischen den Haltebolzen 22 und den Fangarmen 27. Dabei fädelt der Gegenanschlag 39 bei dieser Herabfahrbewegung in eine Führungsnut 40 ein, die den Gegenanschlag 39 in Ein- und Abschwenkrichtung des Abstreifschildes 13 überlappt, und gleitet in dieser Führungsnut 40 bis in die Ausfahrposition gemäß den 3a und 3b. Weitere Einzelheiten dazu ergeben sich insbesondere aus 6b, die eine Ausschnittsvergrößerung des gestrichelt umrahmten Bereichs h in 3a ist. Der Übergang zwischen der Abschwenkphase und der Ausfahrphase erfolgt demnach automatisch und ein Lösen der Arretierung 17 tritt selbsttätig ohne die Aktivierung einer separaten Entriegelungseinrichtung etc. ein.
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Die Nut 40 stellt zusammen mit dem Gegenanschlag 39 ferner eine Schwenkverriegelung 41 dar, die verhindert, dass der Abstreifschild 13 aufschwenken kann, bevor der Unterschild 14 ausgehend von der Tiefposition (3a und 3b) seine am Oberschild 15 hochgefahrene Position (4a, 4b und 6a) erreicht hat. Erst dann ist ein Heraustreten des Gegenanschlags 39 aus der Nut 40 über den Verriegelungsein-/-auslauf 42 mit Einlaufschräge 43 möglich.
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Die 7a und 7b zeigen eine alternative Ausbildung der Halteeinrichtung der Arretierung 17. Die Gesamtheit aus ”Halteelement 23, Zugfeder 24, Drehpunkt 25, Haltearme 26, Fangarm 27, Federarm 28 und Drehanschlag 29” aus den 3a bis 5 ist hier durch eine Blattfederanordnung 44 ersetzt. Die Blattfederanordnung 44 ist beispielsweise am Oberschild 15 vergleichbar mit dem Halteelement 23 aus den 3a bis 5 angeordnet. Wesentliche Elemente der Blattfederanordnung 44 sind zwei einander gegenüberliegende Halteschenkel 45, die einander zugewandt zwei Umgriffaufwölbungen 46 aufweisen, deren einander zugewandte Spitzenbereiche einen geringeren Abstand als die Breite der Haltebolzen 22 quer zur Ausfahrrichtung i aufweisen. 7a entspricht dabei dem Zustand der Arretierung 17 gemäß der 3a bis 4b, in dem der Unterschild 14 am Oberschild 15 hochgefahren und arretiert ist. 7b betrifft dagegen den Zustand unmittelbar nach Freigabe des Unterschildes 14 durch die Arretierung 17 beim Herabfahren des Unterschildes 14 am Oberschild 15, beispielsweise zum Erreichen der Ausfahrposition (gemäß der 3a und 3b) aus der Einfahrposition. Der Bolzen 22 kann dabei erst dann aus der Blattfederanordnung 44 herausgeschoben werden, wenn die durch die Stellvorrichtung 20 entwickelte Stellkraft, die durch die beiden Halteschenkel 44 mit den Umgriffaufwölbungen 46 auf den Haltebolzen 22 ausgeübte Haltekraft überwindet und die beiden Halteschenkel 45 in Pfeilrichtung j auseinander drückt. Die Umgriffaufwölbungen 46 weisen dazu die Auslaufschrägen 47 auf. Für den Einschnappvorgang des Haltebolzens 22 in der Blattfederanordnung 44 sind auch hier Einlaufschrägen 35 an den Umgriffaufwölbungen 46 vorgesehen.
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8 betrifft eine weitere alternative Ausführungsform der Arretierung 17 und leitet sich im Wesentlichen aus der in 3a angegebenen Ausführungsform ab, auf die hiermit Bezug genommen wird. Nachstehend wird zu dieser Ausführungsform auf die bestehenden Unterschiede eingegangen. Bei der vorliegenden Ausführungsform umfasst der Abstreifschild 13 im Bereich des Oberschildes 15 eine Materialauswurfklappe 13', über die aufgefrästes Bodenmaterial auch bei herabgelassenem Abstreifschild 13 aus dem Inneren des Fräswalzenkastens 2 heraustransportiert werden kann. Die Materialauswurfklappe 13' ist dazu über Scharniere 50 nach außen schwenkbar am Oberschild 15 gelagert. Ist ein Materialabtransport durch die Materialauswurfklappe 13' nicht erwünscht, kann diese über die Schwenkriegel 51 in der geschlossenen Position (wie in 8 gezeigt) gesperrt werden.
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Ein weiterer wesentlicher Unterschied der Ausführungsform in 8 liegt in der konkreten Ausbildung der Arretierung 17. Die Haltearme 28 sind in ihrem oberen Endbereich einander zugewandt geschwungen ausgebildet. Die Schwenkstellung der Halterarme 28 wird bei der vorliegenden Ausführungsform ferner durch eine hydraulische Zylinderkolbeneinheit 51 mit einem Kolben 52 und einem Zylinder 53 gesteuert. Fährt die Zylinderkolbeneinheit 51 auseinander, bewegen sich die Halterarme 28 in ihre Freigabestellung, fährt die Zylinderkolbeneinheit 51 dagegen zusammen, bewegen sich die Halterarme 28 in die in 8 gezeigte Festhaltstellung. Ein Halterarm 28 ist am Zylinder 53 und der andere Halterarm 28 ist am Kolben 53 angelenkt. Die Formschlusseinrichtung 17' wird bei dieser Ausführungsform somit von der Verschiebeposition der Zylinderkolbeneinheit 51 gesteuert. Für den einwandfreien Betrieb der Formschlusseinrichtung 17' ist es wichtig, dass die Zylinderkolbeneinheit 51 der Arretierung 17 koordiniert zur Verschiebestellung der Unterschildes 14 am Oberschild 15 abläuft, um beispielsweise sicherzustellen, dass die Feststellung des Unterschildes 14 am Oberschild 15 durch die Arretierung erst dann gelöst wird, wenn der Abstreifschild 13 in der herabgeschwenkten Position ist. Dazu ist ein Anschlagsensor 54 vorhanden, der die Anschlagstellung des Abstreifschildes 13 am Fräswalzenkasten 2 feststellt. Eine in 8 nicht näher dargestellte Steuereinrichtung verarbeitet dabei die vom Anschlagsensor 54 ermittelten Zustände und steuert entsprechend die Freigabe oder Sperrung der Arretierung 17 beispielsweise in der Weise, dass ein Ausfahren der Zylinderkolbeneinheit 51 erst dann möglich ist, wenn der Anschlagsensor 54 signalisiert, dass der Abstreifschild 13 in der herabgeschwenkten Position ist.
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Die 9a und 9b verdeutlichen das Zusammenspiel zwischen dem Haltearm 28 (Formschlusselement) und dem Haltebolzen 22 (Halteelement) und leiten sich aus dem in 8 linken Haltearm 8 aus 8 ab. 9a betrifft den Moment beim Hochziehen des Unterschildes am Oberschild, in dem der Haltebolzen 22 auf die Einlaufgleitschräge 35 des Haltearms 28 trifft; 9b betrifft die Stellung, in der der Unterschild durch einen Formschluss der Formschlusseinrichtung am Oberschild in seiner hochgefahrenen Position gehalten wird. Bei einer Fortsetzung der Hochziehbewegung gleitet der Haltebolzen 22 in Pfeilrichtung k auf die Einlaufgleitschräge 35, so dass der Haltearm mit seinem unteren Bereich in Pfeilrichtung m und mit seinem oberen Bereich in Pfeilrichtung n um den Drehpunkt 25 schwenkt. Sobald der Haltebolzen 22 die Einlaufgleitschräge 35 überwunden hat, schwenkt der Haltearm 28 wieder zurück, so dass der Haltebolzen 22 (und damit der Unterschild) formschlüssig in und entgegen Pfeilrichtung k (Verschieberichtung der Unterschildes am Oberschild) festgestellt ist. Für die Freigabe der Unterschildes am Oberschild wird der Haltearm 28 durch ein Ausfahren der Zylinder-Kolbeneinheit 51 aus 8 entgegen der Pfeilrichtung m und n verschwenkt, wodurch der Formschluss zwischen dem Haltebolzen 22 und dem Fangarm 27 des Haltearms 28 gelöst wird und der Unterschild entgegen Pfeilrichtung k am Oberschild herabfahren kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007038677 B4 [0002, 0005]
- DE 35280038 C2 [0002]
