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Die Erfindung betrifft eine Fräsvorrichtung zur Bearbeitung fester Oberflächen, wie einer aus Asphalt, Beton oder dergleichen bestehenden Oberfläche, insbesondere einer Fahrbahndecke, wobei mindestens ein Fräswerkzeug mit einem um eine Drehachse rotierend antreibbaren Werkzeugträger verbunden ist, wobei auf einer der zu bearbeitenden Oberfläche zugewandten Unterseite des Werkzeugträgers das Fräswerkzeug oder die Fräswerkzeuge mit Abstand zur Drehachse befestigt sind, wobei jedes Fräswerkzeug lösbar und radial verschiebbar an einem Tragarm des Werkzeugträgers angeordnet ist, wobei jedes der Fräswerkzeuge von einem Werkzeugschlitten getragen und in wählbarer Radiallage auf einer Schlittenbahn des Tragarms fixierbar ist.
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Derartige Fräsvorrichtungen werden von einer Fräsmaschine rotierend angetrieben und können als Anbauteil für Bagger oder LKWs ausgebildet sein. Bei sogenannten Schachtfräsern sind die Fräswerkzeuge mit einem bestimmten Abstand zur Drehachse angeordnet, wobei mit jeweils gleichem radialem Abstand zur Drehachse eine kreisförmige Nut aus der Fahrbahndecke ausgefräst wird. Schachtfräser werden zur Aussparung von Einbauflächen in der Fahrbahnoberfläche etwa für Kanaldeckel eingesetzt.
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Bei bekannten Fräsköpfen für Schachtfräser sind die Werkzeuge starr an dem Werkzeugträger befestigt, so dass der Durchmesser der Schnittbreite konstant ist. Solche Schachtfräser sind für bestimmte Anwendungsfälle vorgesehen.
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Von der Anmelderin ist unter dem Aktenzeichen
DE 199 26 618 A1 eine Fräsvorrichtung bekannt, bei der jedes Fräswerkzeug lösbar und radial verschiebbar an dem Werkzeugträger angeordnet und der Werkzeugträger in einer Radiallage befestigt ist, welche dem gewünschten Durchmesser der Ringnut gemäß dem Kreisausschnitt in der Fahrbahnoberfläche entspricht. Der Durchmesser des Fräskreises ist variabel einstellbar, wodurch mit dem Fräskopf unterschiedliche Flächen ausfräsbar sind. Sind mehrere Fräswerkzeuge vorgesehen, so werden diese in jeweils gleicher Radiallage am Werkzeugträger festgelegt und liegen in gleicher Spur. Die Fräswerkzeuge sind an einem Werkzeugschlitten befestigt, welcher in einer radial verlaufenden Schlittenbahn geführt ist.
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Gegenüber diesem Stand der Technik hat sich als problematisch herausgestellt, dass während des Fräsvorganges erhebliche Vibrationen auftreten, was zu einem vorzeitigen Ausfall führen kann, und der Werkzeugschlitten sich infolge Schmutzeinwirkung auf dem Werkzeugschlitten nicht mehr verstellen lässt.
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Im Rahmen einer Weiterentwicklung der in der
DE 199 26 618 A1 beschriebenen Fräsvorrichtung ist es daher die Aufgabe, eine verbesserte Robustheit der Fräsvorrichtung zu gewährleisten.
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Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Schlittenbahn als im Wesentlichen C-förmiges Außenprofil ausgebildet ist, welches ein Innenprofil hält, welches fest mit dem verschiebbaren Werkzeugschlitten verbunden ist. Damit kann gegenüber dem Stand der Technik eine robustere Werkzeughalterung für Fräswerkzeuge mit einer stabileren Seitenführung erreicht werden. Während des Betriebs derartiger Fräsvorrichtungen ergeben sich damit Vorteile hinsichtlich der Standzeit der Fräswerkzeuge. Weiterhin kann ein derartiges Fräswerkzeug gegenüber Verschmutzungen unempfindlicher ausgeführt werden.
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Dabei ist in einer Vorrichtungsvariante vorgesehen, dass das Innenprofil als T- oder Doppel-T-Profil ausgeführt ist und mit seinem Obergurt im C-förmigen Außenprofil formschlüssig geführt ist. Derartige Profile zeichnen sich als besonders verwindungsarm aus, so dass im Hinblick auf die Aufgabenstellung eine besonders hohe Robustheit erzielt werden kann. Durch die formschlüssige Führung kann eine besonders präzise Ausrichtung erzielt werden.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante des Werkzeugträgers ist vorgesehen, dass der Werkzeugschlitten eine Führungshülle aufweist, welche zumindest bereichsweise eine Außenkontur des Außenprofils der Schlittenbahn umschließt. Damit kann ein zusätzlicher Seitenhalt und somit eine zusätzliche Präzision bei der Werkzeugschlittenführung erzielt werden.
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Ist die Längenausdehnung der Führungshülle entlang der Schlittenbahn mindestens so lang wie die Breite des Außenprofils der Schlittenbahn, kann dabei erreicht werden, dass ein Verdrehen des Werkzeugschlittens während des Betriebs minimiert wird. Trotz der notwendigen Mindestspaltmaße zwischen Innenprofil und Außenprofil kann damit eine definierte Ausrichtung des Werkzeugschlittens auf der Schlittenbahn gewährleistet werden, was sich in einer höheren Bearbeitungsgenauigkeit widerspiegelt.
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Überragt die Länge des Innenprofils in Richtung Drehachse die Länge der Führungshülle entlang der Schlittenbahn, kann zum einen erreicht werden, dass der Werkzeugschlitten ein Stück weit über die Länge des Tragarms herausgezogen werden kann, so dass sich ein größerer Verstellbereich ergibt und somit im Bedarfsfall größere Kreisnuten in die Fahrbahndecke gefräst werden können. Durch das längere Innenprofil ist dabei immer noch eine ausreichend stabile Führung gewährleistet. Andererseits kann damit ein leichterer Werkzeugwechsel erzielt werden, da beim Herausziehen des Werkzeugschlittens, bei dem bereits die Führungshülle die Schlittenbahn nicht mehr umfasst, immer noch das Innenprofil von der Schlittenbahn umgriffen wird, so dass das Fräswerkzeug nicht herausfallen kann. Beim Einsetzen eines neuen Werkzeugschlittens kann umgekehrt ein Verkanten verhindert werden, da zunächst das Innenprofil des Werkzeugschlittens in das Außenprofil der Schlittenbahn eingesetzt wird, was dann beim weiteren Aufschieben des Werkzeugschlittens auf die Schlittenbahn bereits eine Führungsfunktion übernimmt und ein Verkanten verhindert, bis letztendlich die Führungshülle des Werkzeugschlittens das Außenprofil der Schlittenbahn umgreift.
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Hinsichtlich einer einfachen und kostengünstigen Herstellung derartiger Werkzeugschlitten ist vorgesehen, dass die Führungshülle um das Außenprofil der Schlittenbahn aus Profilen, insbesondere plattenförmigen Abschnitten ausgebildet ist, die mit dem Fräswerkzeug verschweißt sind.
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Dabei kann das Innenprofil des Werkzeugschlittens als Doppel-T-Profil ausgeführt sein, welches mit dem Fräswerkzeug verbunden, vorzugsweise verschweißt ist. Derartige Doppel-T-Profile sind als Halbzeuge in verschiedenen Abmessungen erhältlich und zeichnen sich durch eine hohe Verwindungssteifigkeit aus. Somit können besonders kostengünstig hergestellte Fräswerkzeuge mit entsprechenden Werkzeugschlitten bereitgestellt werden, die zudem einfach montiert und auch wieder demontiert werden können.
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Eine besonders stabile Verbindung kann zwischen Fräswerkzeug und Werkzeugschlitten erzielt werden, wenn der Untergurt des als Doppel-T-Profil ausgebildeten Innenprofils mit dem Fräswerkzeug verschweißt ist. Dies macht die Fräsvorrichtung besonders robust.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Fräsvorrichtung ist vorgesehen, dass der Werkzeugschlitten einen Rastabschnitt mit mindestens einem Rasteingriff aufweist, in den ein dazu korrespondierendes Rastmittel eines Fixierelements eingreifen kann, welches verstellbar am Werkzeugträger montiert ist. Die Rastmittel können z. B. als ein Profil ausgeführt sein, in dem in bestimmten Abständen zueinander Aussparungen angeordnet sind, die in den Rasteingriff eingreifen. Die Abstände können dabei z. B. derart gewählt sein, dass bestimmte Durchmesser, entsprechend den üblichen Kanaldeckelgrößen, in die Fahrbahndecke gefräst werden können, wobei mit dem Fixierelement gleichzeitig eine ungewollte Verschiebung des Werkzeugschlittens auf der Schlittenbahn verhindert werden kann.
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In einer weiteren Ausgestaltungsmöglichkeit kann vorgesehen sein, dass der Stegabschnitt des als Doppel-T-Profil ausgebildeten Innenprofils aus einem Längsschlitz des Außenprofils herausgeführt ist und den Untergurt des Doppel-T-Profils außerhalb des Außenprofils hält. Damit kann erreicht werden, dass sich der lokale Druck, der vom Fräswerkzeug auf die Schlittenbahn des Tragarms beim Absenken der Fräsvorrichtung auf die Fahrbahndecke ausgeübt wird, über eine größere Fläche verteilen kann. Dies führt insbesondere im Betrieb bei rotierendem Werkzeugträger zu einer geringen lokalen Belastung der Struktur, womit die Standzeit bzw. die Betriebsdauer der Fräsvorrichtung verlängert werden kann.
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Hinsichtlich einer hohen Flexibilität ist vorgesehen, dass der Werkzeugträger mehrere, vorzugsweise 4 bis 6 Tragarme aufweist, die um die Drehachse des Werkzeugträgers gleichmäßig beabstandet angeordnet sind. Damit können mehrere Werkzeugschlitten mit entsprechenden Fräswerkzeugen unterschiedlich radial von der Drehachse des Werkzeugträgers beabstandet angeordnet werden, so dass bedarfsweise auch unterschiedliche Kreisflächen aus der Fahrbahndecke ausgefräst werden können.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:
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1 in einer schematischen Darstellung eine Fräsvorrichtung mit einem Werkzeugträger in Draufsicht,
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2 die Fräsvorrichtung in schematischer Darstellung in einer Seitenansicht und
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3 einen Tragarm des Werkzeugträgers mit einem Werkzeugschlitten in einer schematischen Detailansicht.
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1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Fräsvorrichtung 10 mit einem Werkzeugträger 11 in Draufsicht. Derartige Fräsvorrichtungen 10 sind Teil eines Rundschachtfräsers zur Bearbeitung einer aus Asphalt, Beton oder dergleichen bestehenden Fahrbahndecke und können als autarkes Gerät oder als Anbauteil für Bagger oder Lastkraftwagen ausgebildet sein.
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Der Werkzeugträger 11 selbst ist im gezeigten Beispiel aus fünf Tragarmen 12 ausgebildet, die sternförmig und gleichmäßig beabstandet an einem zentralen Holm als Teil eines Antriebsflansches 21 befestigt sind, wobei der Antriebsflansch 21 rotierend um eine Drehachse 14 von einem hier nicht dargestellten Motor angetrieben werden kann. Zur zusätzlichen Versteifung der Konstruktion sind tellerförmige Halteelemente 20 vorgesehen, die mit den Tragarmen 12 fest verbunden, üblicherweise verschraubt oder verschweißt sind.
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Exemplarisch ist bei einem der Tragarme 12 ein Werkzeugschlitten 15 gezeigt, der ein Fräswerkzeug 13 trägt. Der Werkzeugschlitten 15 ist auf einer Schlittenbahn 16 als Teil des Tragarms 12 radial verschiebbar befestigt und kann je nach Durchmesser der zu fräsenden Oberfläche der Fahrbahndecke in verschiedenen Abständen von der Drehachse fixiert werden, wobei ein Verstellbereich 17 einerseits durch einen Anschlag 19 für jeden Tragarm 12, der einen minimalen Abstand des Fräswerkzeuges 13 zur Drehachse 14 ergibt, und andererseits durch die Länge des Tragarms 12 begrenzt ist.
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Jeder der Tragarme 12 des Werkzeugträgers kann mindestens einen Werkzeugschlitten 15 mit einem dazu gehörigen Fräswerkzeug 13 aufnehmen. Üblicherweise werden die Werkzeugschlitten 15 zur Bearbeitung der Fahrbahndecke in gleichen oder unterschiedlichen Abständen zur Drehachse 14 fixiert, um z. B. eine flächige, kreisrunde Ausnehmung zu erreichen.
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In 2 ist die Fräsvorrichtung 10 schematisch in einer Seitenansicht dargestellt. Wie bereits in 1 beschrieben, sind die Tragarme 12 an dem zentral angeordneten Antriebsflansch 21 befestigt, der um die Drehachse 14 rotierend angetrieben werden kann. Die Tragarme 12 sind ober- und unterhalb durch tellerförmige Halteelemente 20 verstärkt, die an die Tragarme 12 mittels Schraubverbindungen oder Schweißverbindungen befestigt sind. Auch hier ist exemplarisch ein Tragarm 12 mit einem Werkzeugschlitten 15 gezeigt, der zur Oberfläche der Fahrbahndecke hin ein Fräswerkzeug 13 aufweist. Das Fräswerkzeug 13 besteht aus einem Schaft, an dem ein Fräskopf 13.1 befestigt ist. Der Fräskopf 13.1 weist üblicherweise ein oder mehrere Drehmeißel 13.2 auf, wie sie auch bei Schrämmwerkzeugen zur Entfernung eines Straßenbelags eingesetzt werden.
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Der Werkzeugschlitten 15 kann, wie dies in der 2 schematisch dargestellt ist, auf der Schlittenbahn 16 als Teil eines jeden Tragarms 12 radial verschoben werden.
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Erfindungsgemäß weist der Werkzeugschlitten 15 ein als Doppel-T-Träger ausgebildetes Innenprofil 15.2 auf, welches von der Schlittenbahn 16 zumindest teilweise umgriffen wird. Dabei ist vorgesehen, dass ein Obergurt 15.2.2 des als Doppel-T-Träger ausgebildeten Innenprofils 15.2 im inneren Teil der Schlittenbahn 16 geführt ist. Ein Stegabschnitt 15.3 ragt nach unten durch eine Aussparung der Schlittenbahn 16. Ein Untergurt 15.2.1 des Doppel-T-Trägers stützt sich außerhalb der Schlittenbahn 16 an deren Unterseite ab. An dem Doppel-T-Träger ist das Fräswerkzeug 13 befestigt, vorzugsweise verschweißt.
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In der in 2 gezeigten bevorzugten Ausführungsform der Fräsvorrichtung 10 besitzt der Werkzeugschlitten 15 eine Führungshülle 15.1, welche zumindest bereichsweise die Schlittenbahn 16 umschließt. Dabei ist vorgesehen, dass einerseits die Längenausdehnung der Führungshülle 15.1 entlang der Schlittenbahn 16 mindestens der Breite der Schlittenbahn 16 entspricht. Weiterhin ist die Länge des Innenprofils 15.2 in Richtung Drehachse 14 größer als die Länge der Führungshülle 15.1 entlang der Schlittenbahn 16.
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In der gezeigten Ausführungsform ist zur Einstellung des Abstandes des Werkzeugschlittens 15 von der Drehachse sowie zur Arretierung ein Fixierelement 18 vorgesehen, welches als Bügel ausgebildet sein kann und um eine Schwenkachse 18.2 drehbar gelagert am Werkzeugträger 11 montiert ist. Das Fixierelement 18 weist im gezeigten Beispiel ein Profil 18.1 auf, welches unterschiedlich zueinander beabstandete Aussparungen als Rastmittel aufweist. Der Werkzeugschlitten 15 weist dabei mindestens einen Rasteingriff 15.5 auf, in den ein dazu korrespondierendes Rastmittel des Fixierelements 18 eingreifen kann.
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3 zeigt ausschnittsweise einen Tragarm 12 mit der Schlittenbahn 16 und einen auf die Schlittenbahn 16 aufgesetzten Werkzeugschlitten 15 mit Fräswerkzeug 13 in einer perspektivischen Detailansicht. Die Schlittenbahn 16 ist dabei als im C-förmiges Außenprofil 16.1 ausgebildet, welches ein Innenprofil 15.2 hält, wobei das Innenprofil 15.2 als T- oder Doppel-T-Profil ausgeführt ist und mit seinem Obergurt 15.2.2 im C-förmigen Außenprofil 16.1 formschlüssig geführt ist. Dabei schmiegt sich das Innenprofil 16.3 der Schlittenbahn 16 an die Kontur des Obergurts 15.2.2 des Innenprofils 15.2 an. Ein Stegabschnitt 15.2.3 des als Doppel-T-Profils ausgebildeten Innenprofils 15.2 ist aus einem Längsschlitz des Außenprofils 16.1 herausgeführt und hält den Untergurt 15.2.1 des Doppel-T-Profils außerhalb des Außenprofils 16.1.
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Der Werkzeugschlitten 15 weist zudem eine Führungshülle 15.1 auf, welche zumindest bereichsweise eine Außenkontur 16.2 des Außenprofils 16.1 der Schlittenbahn 16 umschließt. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass die Längenausdehnung der Führungshülle 15.1 entlang der Schlittenbahn 16 mindestens der Breite des Außenprofils 16.1 der Schlittenbahn 16 entspricht.
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Hinsichtlich einer leichten Herstellbarkeit ist die Führungshülle 15.1 um das Außenprofil 16.1 der Schlittenbahn 16 aus Profilen, insbesondere plattenförmigen Abschnitten ausgebildet, die mit dem Fräswerkzeug 13 verschweißt sind (siehe Schweißnähte 15.3). Das als Doppel-T-Profil ausgeführte Innenprofil 15.2 des Werkzeugschlittens 15 ist mit dem Fräswerkzeug 13 fest verbunden, vorzugsweise ebenfalls verschweißt, wobei der Untergurt 15.2.1 des als Doppel-T-Profil ausgebildeten Innenprofils 15.2 mit dem Fräswerkzeug 13 verschweißt ist.
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Der Werkzeugschlitten 15 weist weiterhin einen Rastabschnitt 15.4 mit mindestens einem Rasteingriff 15.5 auf, in den ein dazu korrespondierendes Rastmittel des Fixierelements 18 eingreifen kann, welches verstellbar am Werkzeugträger 11 montiert ist (vergl. 2).
