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Die Erfindung betrifft eine Baumaschine, insbesondere Straßenbaumaschine, zum Abtragen von Bodenmaterial mit einer Absaugeinrichtung zum Absaugen von Staub. Die Erfindung betrifft ferner eine Einrichtung zur Staubabsaugung für eine Baumaschine, insbesondere für eine Straßenbaumaschine, sowie ein Verfahren zum Absaugen von Staub bei einer Baumaschine.
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Die Erfindung befasst sich allgemein mit der Staubbekämpfung im Arbeitsbetrieb einer Baumaschine, insbesondere im Umgebungsbereich des Maschinenführers. Die während des Arbeitsbetriebs entstehende Staubbelastung ist für den Maschinenführer sowie für in unmittelbarer Nähe der Baumaschine befindliche Person aus sicherheitstechnischen und gesundheitlichen Gründen nachteilig. Es besteht daher ein Bestreben, die Staubemission einer im Arbeitsbetrieb befindlichen Baumaschine möglichst zu reduzieren bzw. zumindest insbesondere den Maschinenführer vor einer übermäßigen Staubbelastung zu entlasten. Eine besonders intensive Staubentwicklung tritt insbesondere bei Baumaschinen zum Abtragen von Bodenmaterial auf, wie es ganz besonderes bei Straßenfräsen, insbesondere Kaltfräsen und sogenannten Surface-Minern, der Fall ist. Derartige Baumaschinen zum Abtragen von Bodenmaterial umfassen einen Maschinenrahmen mit einem Fahrwerk, eine am Maschinenrahmen gelagerte Arbeitseinrichtung, insbesondere eine innerhalb eines Fräswalzenkasten angeordnete Fräswalze, eine Transporteinrichtung mit wenigstens einem Förderband, das an dem Maschinenrahmen angeordnet ist und das zum Abtransport von abgetragenen Bodenmaterial, insbesondere Fräsgut, in einer Förderrichtung weg von der Arbeitseinrichtung hin zu einer Übergabestelle ausgebildet ist, wobei das wenigstens eine Förderband wenigstens teilweise in einem Kanal mit einem Kanaleingang und einem Kanalausgang angeordnet ist. Der Kanal zeichnet sich somit im Wesentlichen dadurch aus, dass er das Förderband entlang der Förderrichtung zumindest in einem bestimmten Bereich abdeckt, insbesondere umhaust. Beide Maschinentypen weisen somit jeweils eine Fräswalze als Arbeitseinrichtung auf, die mit ihrer Rotationsachse horizontal und quer zur Arbeitsrichtung rotierend Bodenmaterial auffräst. Das Fräsgut wird anschließend aus einem Fräswalzenkasten heraus, in dessen Innerem die Fräswalze angeordnet ist, über eine Transporteinrichtung, üblicherweise umfassend wenigstens ein Förderband, von der Fräswalze weg in Förderrichtung hin zu einer Übergabestelle abtransportiert, bei der das Fräsgut beispielsweise in ein Transportmittel, insbesondere einen Lastkraftwagen, oder auf den Bodenuntergrund neben der Baumaschine abgeworfen wird. Die Förderrichtung ist somit die Transportrichtung des Fräsguts von der Fräswalze weg. Zentrale Stelle der Staubentwicklung ist insbesondere der Bereich der Arbeitseinrichtung, im Falle von Baumaschinen mit einer Fräswalze somit der Fräswalzenkasten mit der darin angeordneten rotierenden Fräswalze. Maßnahmen zur Staubbekämpfung in diesem Bereich haben sich daher auch als besonders effizient erwiesen. Zudem befindet sich der Maschinenführer häufig in unmittelbarer Nähe zur Fräseinrichtung und bedient die Baumaschine beispielsweise von einer Position oberhalb der Fräswalze. Im Arbeitsbetrieb ist der Maschinenführer einer erheblichen Staubbelastung ausgesetzt, die insbesondere auf die Fräsarbeiten an sich aber auch auf den Fräsguttransport in und/oder an der Baumaschine zurückgeht.
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Im Stand der Technik sind für solche Baumaschinen Absaugeinrichtungen bekannt, die einen Unterdruck im Fräswalzenkasten erzeugen und von dort die während der Fräsarbeiten entstehenden Stäube und Dämpfe absaugen. Dazu ist eine an den Kanal über eine Absaugöffnung angeschlossene Absaugeinrichtung zum Absaugen von Staub vorhanden, wobei die Absaugöffnung zwischen dem Kanaleingang und dem Kanalausgang angeordnet ist. Bevorzugt ist die Absaugöffnung in der Nähe des Kanaleingangs angebracht. Eine solche Baumaschine ist beispielweise in der
DE 102 23 819 A1 beschrieben, die hiermit zum Aufbau und zur Funktionsweise einer gattungsgemäßen Baumaschine in Bezug genommen wird. Um ein Ansaugen von Luft über den Kanalausgang zur Absaugöffnung hin zu verhindern, ist dort die Anbringung von Gummimatten am Kanalausgang beschrieben, die den Kanalausgang in Förderrichtung nach außen hin zumindest teilweise abdichten. Es hat sich jedoch gezeigt, dass diese Gummimatten äußerst verschleißanfällig sind, insbesondere auch aufgrund der scharfkantigen Beschaffenheit des Fräsguts.
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Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, die Staubabsaugung einer gattungsgemäßen Baumaschine dahingehend zu verbessern, dass eine effektive Staubabsaugung, insbesondere aus dem Bereich der Arbeitseinrichtung, anzugeben, die gleichzeitig weniger anfällig gegenüber Verschleiß ist.
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Die Lösung der Aufgabe gelingt mit einer Baumaschine, einer Einrichtung zur Staubabsaugung für eine Baumaschine und einem Verfahren zum Absaugen von Staub bei einer Baumaschine gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass für eine effiziente Staubabsaugung insbesondere das Ansaugen von Luft über den Kanalausgang entgegen der Förderrichtung ausgeschlossen werden muss. Wird ein Ansaugen von Luft über den Kanalausgang verhindert, ist gewährleistet, dass die abgesaugte Luft nahezu vollständig über den Bereich des Fräswalzenkastens abgesaugt wird bzw. mit anderen Worten der durch die Absaugeinrichtung erzeugte Unterdruck nahezu vollständig zur Staubabsaugung genutzt werden kann. Bisherige Konstruktionen greifen hierzu auf spezielle körperliche Sperreinrichtungen, wie beispielsweise Gummimatten, zurück. Erfindungsgemäß ist es nun allerdings vorgesehen, dass im Kanal im Bereich zwischen der Absaugöffnung und dem Kanalausgang eine Fluidausströmeinrichtung angeordnet ist, aus der ein Fluid in Transportrichtung in der Weise ausströmt, dass im Bereich zwischen der Absaugöffnung und der Austrittsöffnung der Fluidausströmeinrichtung eine Luftströmungsgeschwindigkeit der im Kanal befindlichen Luft von größer oder gleich 0 Meter pro Sekunde (nachstehend abgekürzt als [m/s]) in Förderrichtung erhalten wird. Mit der Fluidausströmeinrichtung wird mit anderen Worten eine Sperrströmung erzeugt, die ein Einströmen von Luft über den Kanalausgang hin zur Absaugöffnung innerhalb des Kanals verhindert. Anstatt eines räumlichen Strömungshindernisses zum Kanalausgang hin schlägt die Erfindung somit eine quasi verschließfreie Strömungsführung beziehungsweise Einströmblockade vor. Mit Hilfe der Fluidausströmeinrichtung wird somit eine Fluidströmung innerhalb des Kanals zwischen dem Kanalausgang und der Fluidausströmeinrichtung in Form einer Gegenströmung erzeugt, die der Ansaugströmung zur Absaugöffnung hin entgegengerichtet ist und somit ein Einströmen von Luft über den Kanalausgang ins Innere des Kanals verhindert. Bei dem hier zur Rede stehenden Fluid handelt es sich insbesondere um Luft, Wasser oder ein Luft-Wasser-Gemisch. Mit Fluidausströmeinrichtung ist dabei konkret eine Einrichtung bezeichnet, über die das Fluid in das Innere des Kanals austritt. Die Fluidausströmeinrichtung umfasst somit neben wenigstens einer Fluidausströmöffnung insbesondere eine Zuführeinrichtung, über die das Fluid der Fluidaustrittsöffnung, insbesondere unter Druck, zugeführt wird. Die aus der Fluidausströmeinrichtung austretende Sperrströmung tritt dabei ferner idealerweise gerichtet, insbesondere im Wesentlichen in Förderrichtung gerichtet aus der Fluidausströmeinrichtung aus.
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Bevorzugt ist es, wenn die Fluidausströmeinrichtung wenigstens eine Düse umfasst. Wenigstens eine Austrittsöffnung der Fluidausströmeinrichtung wird bei diesem Ausführungsbeispiel somit über die Austrittsöffnung der Düse erhalten. Um eine gleichmäßigere Verteilung der durch die Fluidausströmeinrichtung erzeugten Sperrströmung zu erhalten, ist es weiter bevorzugt, wenn die Fluidausströmeinrichtung mehrere Düsen und damit mehrere Austrittsöffnungen umfasst, idealerweise im Wesentlichen gleichmäßig entlang der Kanaldecke verteilt angeordnet, beispielsweise entlang einer Linie quer zur Förderrichtung. Eine Düse zeichnet sich durch eine hohe Funktionszuverlässigkeit aus und ist in Anbetracht ihres einfachen Aufbaus besonders zur Erzeugung der Sperrströmung geeignet. Bei der wenigstens einen Düse kann es sich dabei insbesondere um eine Druckluftdüse und/oder eine Wasserdüse handeln, insbesondere in der Art einer Venturidüse. So umfasst die Erfindung insbesondere auch eine Fluidausströmeinrichtung, bei der wenigstens eine Druckluftdüse kombiniert mit wenigstens einer Wasserdüse verwendet wird.
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Grundsätzlich kann die Leistung der Fluidausströmeinrichtung, insbesondere im Hinblick auf den aus der Austrittsöffnung austretenden Fluidvolumenstrom, so gewählt werden, dass durch den durch die Fluidausströmeinrichtung ab einer bestimmten Ausströmleistung hervorgerufenen Sogeffekt im Kanal eine Luftströmungsgeschwindigkeit im Bereich zwischen der Absaugöffnung und der Austrittsöffnung von wesentlich größer als 0 m/s erhalten wird. Die Staubabsaugung erfolgt dann zu einem nicht unerheblichen Teil auch in Förderrichtung der Transporteinrichtung. Um eine möglichst vollständige Staubabsaugung über die Absaugöffnung zu erhalten, liegt die Luftströmungsgeschwindigkeit im Bereich zwischen der Absaugöffnung und der Austrittsöffnung der Fluidausströmeinrichtung bei oder sehr nahe bei null m/s. Um diese Bedingung auch bei verschiedensten Betriebsbedingungen möglichst automatisch zu gewährleisten, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform eine Luftströmungsmesseinrichtung zur Überwachung der Luftströmung im Bereich zwischen der Absaugöffnung und der Austrittsöffnung der Fluidausströmeinrichtung und eine Regeleinrichtung vorhanden, wobei letztere zur Regulation des aus der Fluidausströmeinrichtung ausströmenden Volumenstroms und/oder der Absaugleistung der Absaugeinrichtung in Abhängigkeit von den von der Luftströmungsmesseinrichtung ermittelten Strömungsmesswerten ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform ist somit ein Regelkreis vorgesehen, der sicherstellt, dass die Absaugleistung der Absaugeinrichtung und/oder die „Ausströmleistung” durch die Austrittsöffnung der Fluidausströmeinrichtung in Abhängigkeit voneinander geregelt werden, um die vorstehend erwähnten Strömungsverhältnisse von gleich oder möglichst nahe bei null m/s im Bereich zwischen der Austrittsöffnung der Fluidausströmeinrichtung und der Absaugöffnung zu gewährleisten.
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Grundsätzlich bevorzugt ist es, wenn die Absaugeinrichtung ein Gebläse aufweist, das am Maschinenrahmen, idealerweise möglichst nahe an der Absaugöffnung, angeordnet ist. Durch die Anordnung des Gebläses am Maschinenrahmen kann dieses fest an der Straßenbaumaschine angebaut werden und muss beispielsweise, im Gegensatz zu einer Anordnung an einem Anhängeförderband, nicht bei einem Förderbandwechsel ab- und angeschlossen werden. Durch eine möglichst nahe Anordnung des Gebläses an der Absaugöffnung können zudem Druckverluste im Bereich zwischen der Absaugöffnung und dem Gebläse minimiert werden.
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Häufig umfasst die Transporteinrichtung der Baumaschine mehrere hintereinander angeordnete Einzelförderbänder, insbesondere ein Übergabeförderband und ein Verladeförderband. Das Übergabeförderband fördert beispielsweise das Fräsgut von der Fräswalze weg durch einen Teil der Maschine und lädt das Fräsgut auf dem Verladeförderband ab. Bei dem Verladeförderband handelt es sich häufig um Anhängeförderband, über das das Fräsgut beispielsweise auf einen Lastkraftwagen zu Transportzwecken verladen wird. Für diese Anordnung hat es sich nun als vorteilhaft erwiesen, wenn vom Ausgang des am Maschinenrahmen angeordneten Gebläses hin zum Verladeförderband eine im Wesentlichen oberhalb des Verladeförderbandes geführte Absaugluftführung, insbesondere ein Schlauch, vorhanden ist. Dadurch wird einerseits ermöglicht, dass der abgesaugte Staub in einem vom Maschinenführer weiter weg beabstandeten Bereich, respektive dem hinteren Teil der Transporteinrichtung, wieder ausgeblasen wird. Dazu mündet die Absaugluftführung zum Ausblasen des abgesagten Staubes vorzugsweise in einem Kanal des Verladebandes, insbesondere über dem Förderband. Der Staub wird anschließend zur Abwurfstelle des Verladeförderbandes mitgeführt. Da an dieser Stelle sowieso durch das Abwerfen des Fräsguts eine Staubentwicklung auftritt, ist andererseits eine Abführung des abgesaugten Staubs in diesem Bereich vertretbar. Durch die Führung der Absaugluftführung oberhalb des Verladeförderbandes wird ein gewisser Schutz der Absaugluftführung zu den Seiten und nach unten erhalten.
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Alternativ ist es grundsätzlich auch möglich, das Gebläse am Verladeförderband zu lagern, wobei das Gebläse der Absaugeinrichtung bei dieser Ausführungsform besonders bevorzugt seitlich am Verladeförderband angeordnet ist. Dadurch kann eine einfache und kompakte Gehäusegeometrie ermöglicht werden und das Gebläse ist insbesondere für Montage- und Wartungsarbeiten besser erreichbar.
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Bevorzugt umfasst die Absaugeinrichtung eine in Absaugrichtung hinter dem Gebläse angeordnete Ausblaseinrichtung, die in einen das Verladeförderband zumindest teilweise umgebenden Kanal über dem Verladeförderband mündet. Der angesaugte Staub wird bei dieser Ausführungsform somit nicht an anderer Stelle frei ausgeblasen, sondern gezielt in einen Kanalbereich des Verladeförderbandes, das von der Arbeitseinrichtung und dem Maschinenführer weiter entfernt ist, ausgeblasen. Die Ausblasrichtung erfolgt dabei insbesondere in Förderrichtung zum Kanalausgang hin. Die Ausblaseinrichtung umfasst ferner idealerweise eine schachtartige Austrittsöffnung, die besonders bevorzugt über nahezu die gesamte Breite des Übergabeförderbandes verläuft, um an dieser Stelle einen möglichst großen Strömungsabfall zu erhalten und dadurch das zusätzliche Aufwirbeln von Staub zu minimieren.
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Naturgemäß ist der durch die Absaugeinrichtung erzeugte Unterdruck im Bereich der Absaugöffnung verhältnismäßig groß, um ein möglichst gutes Absaugergebnis des Staubes zu erhalten. Hierbei kann es allerdings vorkommen, dass auch Fräsgutbestandteile, wie beispielsweise kleinere Steine und/oder Bodenmaterialklumpen, mit angesaugt werden. Diese können im weiteren Verlauf Teile der Absaugeinrichtung, wie beispielsweise Gebläsekomponenten etc., beschädigen und/oder verstopfen. Aus diesem Grund ist es vorteilhaft, wenn die Absaugeinrichtung Mittel aufweist, die angesaugte Steine und/oder Bodenklumpen vom angesaugten Staub im Fluidstrom separieren. Als besonders effizient hat sich hierbei die Anordnung wenigstens eines Leitblechs in der Absaugöffnung herausgestellt, das die angesaugte Luft relativ zur Absaugrichtung umlenkt. Durch die durch das Leitblech hervorgerufene Strömungsumlenkung kann die gegenüber dem abgesaugten Staub größere Masseträgheit von kleinen Steinen und/oder Bodenklumpen ausgenutzt werden, sodass diese von der abgesaugten Luftströmung mit Staub getrennt werden und idealerweise der Transporteinrichtung wieder zugeführt werden. Ein solches Leitblech kann insbesondere eine in die Absaugöffnung hineingebogene Leitschaufel sein, wobei die Biegekante der Leitschaufel insbesondere quer zur Förderrichtung verläuft. Die Leitschaufel wird dann insbesondere in Förderrichtung in einen Teilbereich der Ansaugöffnung hinein gebogen. Die angesaugte Luft wird dadurch durch die Leitschaufel zumindest teilweise beim Passieren der Absaugöffnung stark umgelenkt, sodass im Absaugstrom enthaltene Bestandteile, die eine bestimmte Masseträgheit überschreiten, aus dem Absaugstrom herausgeworfen werden. Vorzugsweise sind mehrere, in Absaugrichtung hintereinander angeordnete und parallel zueinander verlaufende Leitschaufeln vorhanden. Idealerweise sind die Überströmungskanten der einzelnen Leitschaufeln ferner gestaffelt ausgebildet und werden in Absaugrichtung kleiner. Die Überströmungskante einer Leitschaufel ist dabei die in den Kanalinnenraum herein gebogene Außenkante der Leitschaufel, die vom abgesaugten Staub-Luftgemisch beim Eintritt in den Absaugkanal, insbesondere den nachstehend noch näher beschriebenen Absaugschacht, überströmt wird.
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Grundsätzlich kann die Absaugeinrichtung in der Weise ausgebildet werden, dass die Absaugöffnung unmittelbar in eine Wandung des Kanals eingebracht wird. In diesem Fall weist die Kanalwandung somit eine entsprechende Öffnung auf. Insbesondere zu Nachrüstzwecken hat es sich allerdings als vorteilhaft erwiesen, wenn die Absaugeinrichtung einen wenigstens teilweise innerhalb des Kanals angeordneten Absaugschacht umfasst, an dessen einen Ende die Absaugöffnung angeordnet ist. Besonders bevorzugt wird der Absaugschacht dabei vom Kanalausgang kommend in den Kanal eingeführt, wobei die Absaugöffnung an dem im Inneren des Kanals befindlichen Kopfbereich des Absaugschachtes lokalisiert ist. Diese Ausführungsform hat insofern den Vorteil, als dass die erfindungsgemäße Ausführung der Absaugeinrichtung auch in einen bestehenden Kanal ohne Absaugeinrichtung nachgerüstet werden kann, ohne aufwändige bauliche Anpassungsmaßnahmen, insbesondere am Kanal, vornehmen zu müssen. Der Absaugschacht ist dabei ganz besonders so dimensioniert, dass er mit seiner Breite über nahezu die gesamte Breite zwischen den beiden gegenüberliegenden Seitenwänden des Kanals verläuft. Gleichzeitig ist der Absaugschacht in seiner Höhe möglichst schmal ausgebildet, um den Freiraum zwischen Förderband und Kanaldecke möglichst wenig zu vermindern. Der Absaugschacht kann zudem beispielsweise auch profiliert ausgebildet sein, beispielsweise mit einer Einwölbung zur Mitte hin, um insbesondere einen größeren Abstand in der Förderbandmitte als an den Förderbandseiten zu ermöglichen. Der Absaugschacht ist ferner idealerweise leicht demontierbar in den Kanal eingebracht, beispielsweise über entsprechende Halteklammern, um eine schnelle Montage und Demontage zu ermöglichen.
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Auch die konkrete Ausbildung der Fluidausströmeinrichtung kann in mannigfaltiger Weise variiert werden. Idealist es, wenn sie eine Einrichtung zur Fluidzufuhr aufweist, die sich vom Kanalausgang kommend im Inneren des Kanals bis zur Fluidausströmeinrichtung erstreckt, insbesondere unterhalb eines Absaugschachtes. Konkret kann es sich dabei beispielsweise um eine Rohrleitung handeln, die sich vom Kanalausgang kommend bis zur Fluidaustrittsöffnung bzw. einer entsprechenden Einrichtung mit der Fluidaustrittsöffnung erstreckt. Besonders bevorzugt sind die Einrichtung zur Fluidzufuhr und der Absaugschacht als ein zusammenhängendes Modul ausgebildet, um mit der Montage des Absaugschachtes im Kanalinneren gleichzeitig auch die Einrichtung zur Fluidzufuhr zu installieren. Alternativ ist es beispielsweise auch möglich, dass die Fluidzufuhr zur Fluidausströmeinrichtung seitlich beziehungsweise quer zur Förderrichtung, beispielsweise aus einer Seitenwand des Abdeckkanals der Transporteinrichtung kommend, erfolgt.
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Die Erfindung betrifft auch eine Einrichtung zur Staubabsaugung für eine Baumaschine, insbesondere für eine Straßenbaumaschine, speziell vom Typ Straßenfräse, wobei sie eine an einem Kanal einer Fördereinrichtung angeschlossene Fluidausströmeinrichtung mit einer Fluidaustrittsöffnung umfasst, die in Förderrichtung hinter einer in den Kanal mündenden Absaugöffnung der Einrichtung zur Staubabsaugung angeordnet ist. Über die Fluidausströmeinrichtung wird eine Sperrströmung zur Absaugströmung in der Weise erzeugt, dass im Bereich zwischen der Absaugöffnung und der Fluidaustrittsöffnung eine Luftströmungsgeschwindigkeit der im Kanal befindlichen Luft von größer oder gleich 0 m/s in Förderrichtung erhalten wird. Die Einrichtung zur Staubabsaugung umfasst darüber hinaus weitere Elemente, wie beispielsweise ein Absauggebläse, entsprechende Absaugluftführungen, etc. Spezifisch für die Fluidausströmeinrichtung mit der Fluidaustrittsöffnung ist insbesondere eine Einrichtung, über die eine solche Fluidströmung erzeugt werden kann. Dazu umfasst die Einrichtung beispielsweise einen geeigneten Kompressor und/oder eine Pumpe. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Einrichtung zur Staubabsaugung vorzugsweise auch als Nachrüstsatz verfügbar ist, sodass bestehende Baumaschinen mit der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Staubabsaugung nachgerüstet werden können.
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Die Erfindung betrifft schließlich auch ein Verfahren zum Absaugen von Staub bei einer Baumaschine, insbesondere wie sie vorstehend beschrieben ist. Zentrale Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens sind das Erzeugen einer Absaugströmung, über die Staub aus einem Kanal einer Transporteinrichtung durch eine Absaugöffnung abgesaugt wird und das Erzeugen einer Sperrströmung mit einer zwischen der Absaugöffnung und dem Kanalausgang angeordneten Fluidausströmeinrichtung. Durch das Erzeugen der Sperr- bzw. Gegenströmung, insbesondere mit Hilfe einer Einrichtung zur Staubabsaugung wie sie vorstehend angegeben ist, wird verhindert, dass Luft entgegen der Förderrichtung zur Absaugöffnung hin abgesaugt wird und dadurch die Staubabsaugleistung erheblich vermindert wird. Bevorzugt ist es zudem vorgesehen, dass das Ausblasen des abgesaugten Staubs in einem fernab vom Maschinenführer liegenden Bereich der Transporteinrichtung erfolgt, insbesondere im Bereich eines Verladeförderbandes die Absaugung im Bereich eines Übergabeförderbandes.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Figuren schematisch angegebenen Ausführungsbeispiele weiter beschrieben. Es zeigen:
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1 eine Seitenansicht auf eine Straßenbaumaschine mit einem Fahrzeug zum Abtransport des Fräsguts;
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2 eine Ausschnittsvergrößerung des Bereichs A aus 1;
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3 die Ansicht aus 2 mit Angabe der Strömungsführung bei aktivierter Staubabsaugung und Fluidausströmeinrichtung;
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4 Ausschnittsvergrößerung des Bereichs B aus 2 in einer Schnittansicht entlang einer Vertikalebene in Arbeitsrichtung A; und
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5 perspektivische Ansicht auf den Frontbereich der Straßenbaumaschine aus 1.
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Gleiche bzw. funktionsgleiche Bauteile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen angegeben, wobei sich in den Figuren wiederholende Bauteile nicht in jeder Figur gesondert bezeichnet sind.
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1 betrifft einen Arbeitszug 1 mit einer Baumaschine 2 (konkret eine Straßenfräse vom Heckrotortyp mit Frontladevorrichtung) und einem vorausfahrenden Transportfahrzeug 3. Im Arbeitsbetrieb fährt der Arbeitszug 1 in Arbeitsrichtung a, wobei von der Straßenfräse 2 Bodenmaterial abgefräst und auf eine Transportfläche des Transportfahrzeugs 3 abgeladen wird. Wesentliche Elemente der Straßenfräse 2 sind eine in einem Fräswalzenkasten 4 gelagerte Fräswalze 5, ein Maschinenrahmen 6, ein Fahrwerk umfassend mehrere Laufwerke 7 (im vorliegenden Ausführungsbeispiel konkret Kettenlaufwerke), ein Bedienstand 8, eine Transporteinrichtung 9, umfassend ein Übergabeförderband 10 und ein Verladeförderband 11 sowie eine Einrichtung 12 zur Staubabsaugung. Im Arbeitsbetrieb rotiert die Fräswalze um eine horizontale und quer zur Arbeitsrichtung a verlaufende Rotationsachse und fräst mit auf der Außenmanteloberfläche der Fräswalze angeordneten Bearbeitungswerkzeugen im Arbeitsbetrieb Bodenmaterial auf. Das aufgefräste Bodenmaterial wird im Fräswalzenkasten 4 gesammelt und von dort durch eine nicht näher bezeichnete Auswurföffnung auf das Übergabeförderband 10 aufgebracht. Die Förderrichtung des Fräsguts vom Fräswalzenkasten 4 weg ist in 1 mit den Pfeilen b angegeben.
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Das Übergabeförderband
10 verläuft von der im Heck der Straßenfräse
2 angeordneten Fräswalze
5 in Arbeitsrichtung a zur Frontseite der Straßenfräse
2 und ist innerhalb eines schachtartigen Lagerkanals angeordnet. Insbesondere diesbezüglich wird auch auf die Offenbarung der
DE 102 23 819 A1 Bezug genommen. An der Frontseite der Straßenfräse wird das Fräsgut vom Übergabeförderband
10 auf das in Förderrichtung nachgeschaltete und an den Maschinenrahmen
6 angehängte Verladeförderband
11 abgeworfen, welches das Fräsgut schließlich zum vorausfahrenden Transportfahrzeug
3 hin fördert und in einen Aufnahmebehälter des Transportfahrzeugs
3 abwirft. Das Übergabeförderband
10 ist in einem Lagerschacht am Maschinenrahmen
6 angeordnet, wobei der Lagerschacht
13 einen zur Fräswalze
5 gewandten Kanaleingang und eine in Förderrichtung b und von der Fräswalze
5 abgewandten Kanalausgang
15 aufweist. An dem Kanalausgang
15 anschließend ist der Übergabebereich
16 vorhanden, in dem das Fräsgut vom Übergabeförderband
10 auf das Verladeförderband
11 abgeworfen wird. Das Verladeförderband
11 ist ebenfalls zumindest von der Seite des Fräsguts kanalartig eingehaust und weist den Kanaleingang
17 und den Kanalausgang
18 auf. Das Verladeförderband
11 ist ferner schwenkbar am Maschinenrahmen
6 gelagert, sodass durch verschiedene Schwenkstellungen beispielsweise die Abwurfhöhe des Verladeförderbands regulierbar ist. Zusammen bilden das Übergabeförderband
10 und das Verladeförderband
11 somit die Fördereinrichtung der Straßenfräse
2.
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Weitere Details zum Aufbau der Straßenfräse 2 ergeben sich aus den folgenden 2 bis 5, insbesondere im Hinblick auf die Ausbildung und Funktionsweise der Einrichtung 12 zur Staubabsaugung. Die 2 und 3 sind dabei eine Ausschnittsvergrößerung des gestrichelt umrahmten Bereichs A aus 1, 4 ist eine Schnittansicht eines Vertikalschnitts in Arbeitsrichtung a durch den gepunktet umrahmten Bereich B aus 2 und 5 ist eine perspektivische Detailansicht des gestrichelt umrahmten Bereichs C aus 2.
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2 verdeutlicht zunächst den grundsätzlichen Aufbau der Absaugeinrichtung 12. Wesentliche Elemente der Absaugeinrichtung 12 sind in Absaugrichtung c ein im Inneren des Lagerschachts 13 angeordneter Absaugschacht 19, ein Absauggebläse 20, das am Maschinenrahmen 6 neben und oberhalb des Kanalausgangs 15 angeordnet ist, und ein vom Absauggebläse 20 zum Verladeförderband 11 geführter Ausblasschlauch 21, der im Kanalinneren über dem Verladeförderband 11 mündet. Der Ausblasschlauch 21 ist dabei in Vertikalrichtung über dem Verladeförderband 11 geführt und steht somit beispielsweise nicht über die Seitenabmessungen des Verladeförderbands 11 vor. Im Absaugbetrieb wird über das Absauggebläse 20 ein Absaugunterdruck erzeugt, sodass über den Absaugschacht 19 im Lagerschacht 13 befindliche Luft angesaugt wird. Dazu sind im Kanalinneren liegenden Endbereich (das zur Fräswalze 5 hin orientierte Ende des Absaugschachts 19) Ansaugöffnungen 22 im Absaugschacht 19 vorhanden, über die Luft zusammen mit Staub in das Innere des Absaugschachts 19 angesaugt und aus dem Bereich zwischen Fräswalzenkasten 4 und Ansaugöffnungen 22 abgesaugt werden kann. Das angesaugte Staub-Luftgemisch wird im Absaugschacht 19 zum Absauggebläse 20 hin angesaugt und hinter dem Absauggebläse 20 über den Ausblasschlauch 21 im Bereich des Verladeförderbands 11 ausgeblasen.
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Da die wesentliche Staubentwicklung im Bereich des Fräswalzenkastens 4 erfolgt, ist es für eine effiziente Staubabsaugung wichtig, dass möglichst keine Luft über den Kanalausgang 15 vom Absauggeblase 20 bzw. vom Absaugschacht 19 angesaugt wird. Um dies zu verhindern, weist die Einrichtung 12 zur Staubabsaugung eine Fluidausströmeinrichtung 23 auf, umfassend eine Fluidzufuhr 24 und eine Fluidaustrittsöffnung 25, die Teil einer an die Fluidzufuhr 24 angeschlossenen Venturidüse 26 ist. Über die Fluidzufuhr 24 wird der Venturi-Düse 26 im Absaugbetrieb Fluid zugeführt, welches über die Fluidaustrittsöffnung 25 in den kanalartigen Lagerschacht 13 über dem Übergabeförderband 10 austritt. Dazu ist beispielsweise ein nicht näher angegebener Kompressor vorhanden, der Druckluft in die Fluidzufuhr 24 einspeist. Der aus der Fluidaustrittsöffnung 25 austretende Fluidvolumenstrom ist dabei so groß, dass die im Lagerschacht 13 oberhalb des Übergabeförderbands 10 herrschende Strömungsgeschwindigkeit zwischen der Absaugöffnung 22 und der Austrittsöffnung 25 im Bereich größer oder gleich 0 m/s liegt. Dieser Bereich ist in 3 mit der Hantel SB angegeben. Über die Fluidausströmeinrichtung 23 wird mit anderen Worten verhindert, dass durch die Absaugöffnung 22 Luft über den Kanalausgang 15 angesaugt wird. Insgesamt ist dadurch sichergestellt, dass die durch das Absauggebläse 20 erzeugte Absaugströmung im Wesentlichen vollständig zur Staubabsaugung aus dem Fräswalzenkasten 24 und dem in Förderrichtung b bis zur Absaugöffnung 22 liegenden Schachtbereich des Lagerschachtes 13 erfolgt und damit besonders effizient ist.
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Die Wirkweise und der Verlauf der einzelnen Strömungen beziehungsweise der durch die Fluidausströmeinrichtung 23 erzielten Strömungsverhältnisse sind näher in 3 veranschaulicht, die hinsichtlich der Darstellung der Baumaschine 2 identisch mit 2 ist. Die durch das Absauggebläse 20 erzeugt Absaugströmung ist mit den Pfeilen c angegeben. Im Wesentlichen wird Luft aus dem Fräswalzenkasten 4 entlang der Übergabeförderbands 10 angesaugt und gelangt über die Absaugöffnung 22 in den Absaugschacht 19. Durch den vom Absauggebläse 20 erzeugten Unterdruck besteht grundsätzlich zunächst erst einmal auch die Tendenz, dass Luft über den Kanalausgang 15 zumindest teilweise über die Absaugöffnungen 22 angesaugt wird. Entgegen dieser potentiellen Ansaugströmung wird durch die Fluidausströmeinrichtung 23 nun allerdings eine Gegenströmung d, ausgehend von der Fluidaustrittsöffnung 25 bis zum Kanalausgang 15, im Kanal erzeugt, die der von dem Absauggebläse 20 erzeugten Ansaugströmung in Richtung der Absaugöffnungen 22 (von der Fluidausströmeinrichtung 23 aus) entgegengerichtet ist. Der aus der Fluidaustrittsöffnung 25 austretende Fluidstrom stellt somit eine Sperrströmung dar, die im Endergebnis ein Ansaugen von Luft über den Kanalausgang 15 unterbindet. Dieser Effekt wird beim vorliegenden Ausführungsbeispiel noch dadurch weiter verstärkt, dass die Fluidaustrittsöffnung 25 in einer Engstelle des Lagerschachts 13 gegenüber dem Übergabeförderband 10 angeordnet ist. In diesem Bereich ist der Abstand in Vertikalrichtung zwischen dem Übergabeförderband 10 und der Decke des Lagerschachts 13 besonders schmal.
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4 verdeutlicht nun weitere konstruktive Details der vorliegenden Einrichtung 12 zur Staubabsaugung. Der Absaugschacht 19 ist an der über dem Übergabeförderband 10 verlaufenden Kanalschachtdecke 27 über dem Übergabeförderband 10 aufgehängt. Zum Einbau wird der Absaugschacht 19 vom Kanalausgang 15 kommend in den Lagerschacht 13 eingeführt und steht über den Kanalausgang 15 hinaus teilweise vor. Am im Inneren des Lagerschachts 13 liegenden Ende des Absaugschachts 19 sind die Absaugöffnungen 22 auf der dem Übergabeförderband 10 gegenüberliegenden Seite angeordnet. Konkret sind dazu als Leitschaufeln ausgebildete in den Absaugschacht 19 in Absaugrichtung hineingebogene Leitbleche 29 vorhanden, über die eine Umlenkung der angesaugten Luft, insbesondere zur Trennung von gröberen Partikeln, erfolgt. Die Leitbleche sind mit ihrem Außenkantenbereich zum Absaugschacht hin umgebogen und zusätzlich gestaffelt, d. h. mit abnehmender Breite in Absaugrichtung ausgebildet. Außerhalb des Lagerschachts 13 schließt sich an den Absaugschacht 19 das Absauggebläse 20 an, welches ein mit dem Maschinenrahmen 6 verbundenes Gehäuse 30 und eine innerhalb des Gehäuses angeordnete Gebläseeinheit 31 umfasst. Die als Rohrleitung ausgebildete Fluidzufuhr 24 ist an der Unterseite des Absaugschachts 19 angeordnet und bei diesem Ausführungsbeispiel nicht vom Kanalausgang 15 kommend in den Lagerschacht 13 eingeführt, sondern von der Kanalseitenwand kommend. Die Fluidaustrittsöffnung 25 mündet in Förderrichtung b hinter den Absaugöffnungen 22 in den Lagerschacht 13. Der Absaugschacht 19 und die Fluidzufuhr 24 sind als zusammenhängende Baueinheit ausgebildet, um den Montage- und Demontagevorgang zu erleichtern.
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5 betrifft die in 4 gezeigte Ausführungsform (und die Ausführungsformen der 1 bis 3 mit Ausnahme der seitlichen Fluidzufuhr 24) in perspektivischer Schrägansicht von schräg vorn. Zur Anordnung der Elemente der Einrichtung 12 zur Staubabsaugung wird somit hinsichtlich der grundsätzlichen Funktionsweise auf die vorstehenden Ausführungen Bezug genommen wird. 5 verdeutlicht insbesondere die optimierte Anordnung des Absauggebläses 20 am Maschinenrahmen 6 der Baumaschine 1 und die oberhalb des Verladeförderbandes 11 verlaufende Führung des Ausblasschlauches, so dass beispielsweise die vergleichsweise schmale Grundausbildung des Verladeförderbandes in der Horizontalebene durch die Schläuche der Ausblaseinrichtung 21 nicht verbreitert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10223819 A1 [0003, 0026]
