DE102014011195A1

DE102014011195A1 - Bodenfräsmaschine mit von einem Wartungsmotor betriebenem Kompressor und Verfahren zum Betrieb einer solchen Bodenfräsmaschine

Info

Publication number: DE102014011195A1
Application number: DE102014011195.4A
Authority: DE
Inventors: Bernd Lubischer; Rafael Schomaker; Joachim Ponstein
Original assignee: Bomag GmbH and Co OHG
Current assignee: Bomag GmbH and Co OHG
Priority date: 2014-07-28
Filing date: 2014-07-28
Publication date: 2016-01-28
Anticipated expiration: 2034-07-29
Also published as: DE102014011195B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bodenfräsmaschine (1) zum Auffräsen von Bodenmaterial (7), umfassend einen Hauptantriebsmotor (4), einen mit dem Hauptantriebsmotor (4) verbundenen ersten Antriebsstrang (11), und eine vom Hauptantriebsmotor (4) über den ersten Antriebsstrang (11) angetriebene, in einem Fräswalzenkasten (8) rotierbar gelagerte Fräswalze (9) zum Auffräsen von Bodenmaterial (7) im Arbeitsbetrieb der Bodenfräsmaschine (1), wobei ein mit einem zweiten Antriebsstrang (13) verbundener Wartungsmotor (12) vorhanden ist, und wobei ein Kompressor (14) zur Bereitstellung von Druckluft vorhanden ist, der ausschließlich vom Wartungsmotor (12) über den zweiten Antriebsstrang (13) antreibbar ist. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Bodenfräsmaschine (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Bodenfräsmaschine zum Auffräsen von Bodenmaterial, umfassend einen Hauptantriebsmotor, einen mit dem Hauptantriebsmotor verbundenen ersten Antriebsstrang, und eine vom Hauptantriebsmotor über den ersten Antriebsstrang angetriebene und in einem Fräswalzenkasten rotierbar gelagerte Fräswalze zum Auffräsen von Bodenmaterial im Arbeitsbetrieb der Bodenfräsmaschine. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zum Betrieb einer derartigen Bodenfräsmaschine.
Gattungsgemäße Bodenfräsmaschinen, insbesondere Straßenfräsen, Recycler, Stabilisierer oder Surface-Miner, sind beispielsweise aus der EP 1 983 105 A2 bekannt. Derartige selbstfahrende Bodenfräsmaschinen umfassen üblicherweise einen Maschinenrahmen bzw. ein Chassis, Fahrwerke, beispielsweise Kettenlaufwerke oder Räder, und einen Fahrerstand. Sie weisen weiterhin einen Hauptantriebsmotor auf, der regelmäßig ein Verbrennungsmotor, beispielsweise ein Dieselmotor, ist. Wesentliches Element einer Bodenfräsmaschine ist eine zumeist in einem haubenförmigen Fräswalzenkasten gelagerte Fräswalze, umfassend ein hohlzylindrisch geformtes Tragrohr, auf dessen Außenmantelfläche eine Vielzahl von Fräswerkzeugen, beispielsweise in Wechselhaltern, in bekannter Weise angeordnet sind. Im Arbeitsbetrieb der Bodenfräsmaschine wird die Fräswalze angetrieben vom Hauptantriebsmotor um eine horizontal und quer zur Arbeitsrichtung verlaufende Rotationsachse in Rotation versetzt. Dadurch werden die Fräswerkzeuge in den Bodenuntergrund eingetrieben, wodurch dieser aufgefräst wird. Während des Fräsens bewegt sich die Bodenfräsmaschine in Arbeitsrichtung vorwärts und fräst dabei Bodenmaterial ab. Das entstehende lose Fräsgut wird entweder in der Frässpur zurückgelassen oder beispielsweise über ein Abwurfband bezüglich der Arbeitsrichtung nach vorne oder nach hinten, beispielsweise auf ein Transportfahrzeug, abtransportiert.
Im Arbeitsbetrieb der Bodenfräsmaschine werden die Fräswerkzeuge immer wieder in den Bodenuntergrund eingetrieben. Die Fräswerkzeuge unterliegen dabei hohem Verschleiß. Es ist daher häufig notwendig, die verschlissenen Fräswerkzeuge von der Fräswalze zu entfernen und durch neue Fräswerkzeuge zu ersetzen. Dies erfolgt in der Regel manuell durch einen Bediener, der die Fräswerkzeuge unmittelbar an der Fräswalze aus ihren Halterungen austreibt und durch neue Fräswerkzeuge ersetzt. Solange der Bediener mit dem Fräswerkzeugwechsel beschäftigt ist, ist die Fräswalze üblicherweise vom Hauptantriebsmotor entkuppelt. Es muss nun unbedingt vermieden werden, dass die Fräswalze unbeabsichtigt, beispielsweise durch einen Kupplungsfehler, an den Hauptantriebsmotor angekuppelt wird und anläuft. Andernfalls könnte es passieren, dass der Bediener durch die vom Hauptantriebsmotor sehr schnell auf hohe Umdrehungszahlen beschleunigte Fräswalze verletzt wird. Dieses Unfallrisiko muss ausgeschlossen werden.
Die Fräswerkzeuge werden ferner zumeist mit pneumatischen Werkzeugen aus den Halterungen ausgetrieben, beispielsweise einem Drucklufthammer. Der Kompressor zur Bereitstellung der Druckluft für diese pneumatischen Werkzeuge wird üblicherweise vom Hauptantriebsmotor der Bodenfräsmaschine betrieben. Regelmäßig reicht aber die Speicherkapazität des Druckspeichers nicht aus, ausreichend Druckluft für einen vollständigen Wechselvorgang zu liefern. Es wird dann notwendig, den Hauptantriebsmotor erneut zu starten, damit der vom Hauptantriebsmotor angetriebene Kompressor Druckluft bereitstellen kann. Der Hauptantriebsmotor muss dann allerdings zum Abschließen der Arbeiten an der Fräswalze wieder abgestellt werden, um keine Gefahr für den Bediener darzustellen. Dies ist zum einen unpraktisch und zögert zum anderen die Wartungsarbeiten an der Fräswalze unnötig hinaus. Im praktischen Einsatz wird daher sogar der Hauptantriebsmotor aus Bequemlichkeitsgründen einfach laufen gelassen, wobei sich der Bediener dann bei defekter Kupplung einem erheblichen Risiko aussetzt, durch eine ungewollt anlaufende Fräswalze verletzt zu werden.
Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bodenfräsmaschine der eingangs genannten Art anzugeben, die sowohl die Unfallgefahr beim Fräsmeißelwechsel für den Bediener reduziert und die gleichzeitig einen einfachen und zügigen Ablauf des Fräswerkzeugwechsels ermöglicht. Weiterhin soll ein Verfahren zum Betrieb einer derartigen Bodenfräsmaschine angegeben werden.
Die Lösung der Aufgabe gelingt mit einer Bodenfräsmaschine bzw. einem Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Konkret gelingt die Lösung bei einer eingangs genannten gattungsgemäßen Bodenfräsmaschine, die insbesondere eine Straßenfräse, ein Recycler, ein Stabilisierer oder ein Surface-Miner ist, dadurch, dass ein Wartungsmotor vorhanden ist, der getrennt vom Hauptantriebsmotor über einen zweiten Antriebsstrang einen Kompressor zur Bereitstellung von Druckluft antreibt. Der Kompressor ist dabei so in die Bodenfräsmaschine integriert, dass er ausschließlich vom Wartungsmotor über den zweiten Antriebsstrang antreibbar ist. Der vom Hauptantriebsmotor angetriebene erste Antriebsstrang kann somit nicht zum Antrieb des Kompressors herangezogen werden. Damit kann insbesondere für den Meißelwechsel bei ausgeschaltetem Hauptantriebsmotor der Kompressor durch den Wartungsmotor betrieben und damit ausreichend Druckluft zur Verfügung gestellt werden und gleichzeitig ist das Risiko, dass die Fräswalze ungewollt im Wartungsbetrieb ihre Fräsdrehbewegung aufnimmt, durch das Abschalten das Hauptantriebsmotors eliminiert. Ein „Antriebsstrang” bezeichnet dabei vorliegend eine funktionale Gesamtheit zwischen der in der Regel als Verbrennungsmotor ausgebildeten Energiequelle (Hauptantriebsmotor und Wartungsmotor), über die die für den Antrieb erforderliche Antriebsenergie erzeugt wird, und dem angetriebenen Endverbraucher, wie beispielsweise einem Kettenlaufwerk, einer Arbeitseinrichtung, wie insbesondere der Fräswalze, etc. Der Antriebsstrang umfasst dabei häufig beispielsweise mechanisch wirkende Mittel, wie Getriebe etc., zur Übertragung von Antriebsenergie. Der Antriebsstrang kann ferner verzweigt ausgebildet sind und beispielsweise einen vom jeweiligen Antriebsmotor angetriebenen Antriebseingang und mehrere Abtriebe umfassen. Erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen, dass zusätzlich zum ersten Antriebsstrang, der vom Hauptantriebsmotor angetrieben wird und der u. a. die Fräswalze der Bodenfräsmaschine mit Antriebsenergie versorgt, ein weiterer, zweiter Antriebsstrang vorhanden ist, dessen Energiequelle der vom Hauptantriebsmotor unabhängige, separate Wartungsmotor ist. Der zweite Antriebsstrang bezieht seine Antriebsenergie somit ausschließlich vom Wartungsmotor und nicht vom Hauptantriebsmotor. Der erste und der zweite Antriebsstrang der Bodenfräsmaschine sind dabei unabhängig voneinander vom Hauptantriebsmotor (erster Antriebsstrang) und Wartungsmotor (zweiter Antriebsstrang) betreibbar. Unabhängig bedeutet dabei, dass der erste und der zweite Antriebsstrang bis zum jeweiligen angetriebenen Endverbraucher nicht miteinander verzweigt verlaufen, sondern getrennt voneinander. Um den zweiten Antriebsstrang und damit sämtliche an diesen angeschlossene Verbraucher zu betreiben, ist es also nicht notwendig, dass der Hauptantriebsmotor betrieben wird. Andersherum ist es auch nicht notwendig, den Wartungsmotor zu betreiben, wenn sich die Bodenfräsmaschine im Arbeitsbetrieb befindet.
Arbeitsbetrieb bezeichnet hierbei denjenigen Betrieb der Bodenfräsmaschine, in dem der Hauptantriebsmotor die Fräswalze in Rotation versetzt und die Fräswalze in Arbeitsrichtung der Bodenfräsmaschine Bodenmaterial auffräst. Im Arbeitsbetrieb bewegt sich die Bodenfräsmaschine also üblicherweise mit in den Bodenuntergrund abgesenkter Fräswalze in Arbeitsrichtung und fräst dabei mit der Fräswalze Bodenmaterial auf. Der Arbeitsbetrieb ist also im Wesentlichen durch die Bewegung der Bodenfräsmaschine bei gleichzeitigem Auffräsen von Bodenmaterial durch die Fräswalze gekennzeichnet, wobei die Energie für den Arbeitsbetrieb im Wesentlichen vom Hauptantriebsmotor bereitgestellt wird.
Neben dem Arbeitsbetrieb kann sich die Bodenfräsmaschine ebenfalls in einem Wartungsbetrieb befinden. Im Wartungsbetrieb bewegt sich die Bodenfräsmaschine nicht fort, sondern verweilt an Ort und Stelle. Im Wartungsbetrieb werden beispielsweise die Fräsmeißel der Fräswalze ausgetauscht. Die Fräswalze wird dabei langsam und schrittweise gedreht, so dass ein Bediener sämtliche Fräswerkzeuge auf der Außenmantelfläche der Fräswalze erreichen kann, um verschlissene Fräswerkzeuge gegen neue auszutauschen. Das Drehen der Fräswalze kann dabei manuell oder insbesondere auch angetrieben erfolgen, wobei der Antrieb hier vorzugsweise bei abgeschaltetem Hauptantriebsmotor durch den Wartungsmotor in der nachstehend noch näher beschriebenen Weise erfolgt. Der Wartungsbetrieb ist also im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenfräsmaschine sich nicht fortbewegt und die Fräswalze zum Fräsmeißelwechsel aus dem Bodenuntergrund ausgehoben ist. Gerade im Wartungsbetrieb wird nun häufig Druckluft benötigt, um insbesondere per Drucklufthammer die auszuwechselnden Fräsmeißel aus den entsprechenden Haltern auszutreiben. Die dafür benötigte Druckluft wird erfindungsgemäß nun durch den ausschließlich vom Wartungsmotor angetriebenen Kompressor bereitgestellt.
Diese spezielle Anordnung ermöglicht es nun, dass der Hauptantriebsmotor im Wartungsbetrieb vollständig und durchgängig ausgeschaltet bleiben kann, da durch den per Wartungsmotor angetriebenen Kompressor eine dauerhafte Druckluftversorgung ermöglicht wird. Dadurch kann das Risiko für die Wartungsperson erheblich reduziert werden, da die Gefahr ausgeschlossen ist, dass die Fräswalze beispielsweise bei defekter Kupplung plötzlich ungewollt in für den Fräsbetrieb geeignetem Umfang beschleunigt und dabei unter Umständen den vor der Fräswalze befindlichen Bediener verletzt. Die durch den Kompressor erzeugte Druckluft kann beispielsweise dafür eingesetzt werden, pneumatische Werkzeuge zum Fräswerkzeugwechsel anzutreiben. Diese pneumatischen Werkzeuge können beispielsweise dazu eingesetzt werden, die Fräsmeißel aus den Wechselhaltern auszutreiben. Dadurch, dass der Kompressor ausschließlich vom Wartungsmotor über den zweiten Antriebsstrang angetrieben wird, wird erreicht, dass im Wartungsbetrieb der Betrieb des Wartungsmotors ausreicht, um kontinuierlich Druckluft durch den Kompressor für die Wartungsarbeiten zur Verfügung zu stellen. Der Hauptantriebsmotor dagegen kann vollständig ausgeschaltet werden. Dadurch, dass der Kompressor ausschließlich vom Wartungsmotor mit Energie versorgt wird, entsteht überhaupt keine Veranlassung für den Bediener, den Hauptantriebsmotor während des Wartungsbetriebes weiterlaufen zu lassen. Unfälle durch das unkontrollierte Anlaufen der Fräswalze über den Hauptantriebsmotor werden so sicher vermieden. Darüber hinaus lässt sich Treibstoff einsparen, wenn der zumeist sehr leistungsstarke Hauptantriebsmotor im Wartungsbetrieb der Bodenfräsmaschine ausgeschaltet wird und lediglich der zumeist mit kleinerer Leistung versehene Wartungsmotor betrieben werden muss.
Eine Grundidee der Erfindung ist also die Bereitstellung eines Hauptantriebsmotors für den Arbeitsbetrieb und eines separaten Wartungsmotors speziell für den Wartungsbetrieb, so dass im Wartungsbetrieb der Hauptantriebsmotor vollständig abgeschaltet werden kann. Der Wartungsmotor und dessen von ihm angetriebener zweiter Antriebsstrang sind dabei vorzugsweise derart ausgebildet, dass er sämtliche Verbraucher antreiben kann, die im Wartungsbetrieb für die Wartung der Bodenfräsmaschine benötigt werden. Die im Wartungsbetrieb zur Wartung der Bodenfräsmaschine benötigten Verbraucher werden somit explizit, zumindest im Wartungsbetrieb, nicht vom Hauptantriebsmotor bzw. dem ersten Antriebsstrang mit Energie versorgt. Der erste und der zweite Antriebsstrang sind derart voneinander getrennt, insbesondere funktional und/oder räumlich voneinander getrennt, dass der Antrieb der im Wartungsbetrieb zur Wartung der Bodenfräsmaschine benötigten Verbraucher durch den Hauptantriebsmotor ausgeschlossen ist. Es besteht dadurch keine Notwendigkeit, im Wartungsbetrieb den Hauptantriebsmotor zu betreiben. Auch durch die zeitliche Trennung des Betriebs des Hauptantriebsmotors und des Wartungsmotors und der jeweiligen Antriebsstränge ergeben sich die beschriebenen Vorteile. Ein im Wartungsbetrieb zur Wartung der Fräswalze benötigter Verbraucher ist insbesondere der Kompressor zur Bereitstellung von Druckluft, beispielsweise für pneumatische Werkzeuge.
Wie schon erwähnt ist der Hauptantriebsmotor einer gattungsgemäßen Bodenfräsmaschine zumeist ein Verbrennungsmotor. Der Wartungsmotor dagegen kann grundsätzlich von jedem beliebigen Motortyp sein. So wäre es beispielsweise denkbar, den Wartungsmotor als Elektromotor auszubilden, der beispielsweise von einer Batterie betrieben wird, die im Arbeitsbetrieb der Bodenfräsmaschine vom Hauptantriebsmotor geladen wird, oder der beispielsweise über eine externe Stromquelle betrieben wird. Bevorzugt ist allerdings, dass sowohl der Hauptantriebsmotor als auch der Wartungsmotor Verbrennungsmotoren, insbesondere Dieselmotoren, sind. Der Hauptantriebsmotor ist idealerweise hinsichtlich seiner Leistung erheblich größer ausgebildet als der Wartungsmotor, insbesondere um einen Faktor größer 10:1. Vorzugsweise werden die beiden Verbrennungsmotoren ferner in der Weise angeordnet, dass sie über wenigstens teilweise separate Treibstoffleitungen aus einem gemeinsamen Treibstofftank mit Treibstoff versorgt werden. Der Hauptantriebsmotor und der Wartungsmotor sind also beide über wenigstens teilweise separate Treibstoffleitungen mit demselben Treibstofftank verbunden, aus dem sie den gleichen Treibstoff, beispielsweise Diesel, beziehen. Durch die Bereitstellung von nur einem Treibstofftank für den Hautpantriebsmotor und den Wartungsmotor kann der Betrieb der Bodenfräsmaschine erheblich vereinfacht werden.
Der Antrieb des Kompressors und gegebenenfalls weiterer vorhandener vom Wartungsmotor angetriebener Verbraucher kann vom Wartungsmotor direkt oder beispielsweise über ein geeignetes Getriebe verzweigt erfolgen. In der Praxis hat es sich allerdings als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der Wartungsmotor nicht direkt zum Antrieb des Kompressors eingesetzt wird, sondern indirekt. Der Wartungsmotor treibt dabei als energetische Zwischenstufe einen Energiewandler an, der wiederum den Kompressor antreibt. Der Energiewandler zeichnet sich dabei durch seine Eigenschaft aus, dass er eine Energieform, beispielsweise mechanische Energie, in eine andere Energieform, beispielsweise hydraulische, pneumatische oder elektrische Energie, umwandelt. Bevorzugt ist es dabei, wenn der Energiewandler in der Weise ausgebildet ist, dass es mechanische Energie vom Wartungsmotor in elektrische oder hydraulische Energie zum Antrieb des Kompressors umwandelt. Hierzu kommen erfindungsgemäß beispielsweise ein Generator oder eine Hydraulikpumpe in Frage. Der Wartungsmotor treibt über seine Wartungsmotorwelle also beispielsweise einen Generator an, von dem dadurch elektrische Energie erzeugt wird, die über elektrische Leitungen an die Verbraucher, beispielsweise den Kompressor, weitergeleitet wird und zum Antrieb der Verbraucher, beispielsweise des Kompressors, eingesetzt wird. Ebenso ist es möglich, dass der Wartungsmotor über seine Wartungsmotorwelle eine Hydraulikpumpe betreibt, die dadurch hydraulische Energie in einem Hydraulikkreislauf bereitstellt, in dem diese hydraulische Energie über Hydraulikleitungen an Verbraucher, beispielsweise einen Hydraulikmotor des Kompressors, verteilt wird und zum Antrieb der Verbraucher, beispielsweise des Kompressors, eingesetzt wird.
Grundsätzlich kann der zweite Antriebsstrang in der Weise ausgebildet sein, dass der Kompressor der einzige Verbraucher ist, der vom Wartungsmotor angetrieben wird. Der Wartungsmotor treibt hier ausschließlich den Kompressor an. Es ist allerdings von Vorteil, wenn der zweite Antriebsstrang des Wartungsmotors zusätzlich zum Kompressor zum Antrieb wenigstens eines weiteren Verbrauchers ausgebildet und genutzt wird. Hierzu kommen vorzugsweise insbesondere einer oder mehrere der folgenden Verbraucher in Betracht: ein Wartungsantrieb zum langsamen und schrittweisen Verdrehen der Fräswalze um ihre Rotationsachse und/oder eine Wasserpumpe zum Auffüllen eines Wassertanks und/oder zum Betrieb einer Reinigungseinrichtung und/oder ein Aushebantrieb zum Ausheben der Fräswalze in eine Transportposition und/oder ein Dachantrieb zum Absenken oder Hochfahren eines Daches, etc. Bevorzugte vom Wartungsmotor angetriebene Verbraucher werden nachstehend noch näher erläutert.
Im Wartungsbetrieb der Bodenfräsmaschine wird die Fräswalze langsam und schrittweise um ihre Rotationsachse gedreht, um sämtliche Fräswerkzeuge für den Bediener zum Fräswerkzeugwechsel zugänglich zu machen. Dies kann grundsätzlich beispielsweise auch manuell erfolgen. Es ist allerdings bevorzugt, wenn dieses Verdrehen der Fräswalze im Wartungsbetrieb durch den Wartungsmotor angetrieben wird. Dies ist beispielsweise rein mechanisch über ein geeignetes Getriebe, über das ein Drehmoment des Wartungsmotors auf die Fräswalze übertragen wird, möglich. Zum Antrieb der Fräswalze kann der zweite Antriebsstrang beispielsweise in der Weise ausgebildet sein, dass er eine speziell für den Wartungsbetrieb der Fräswalze vorgesehene Wartungswelle, beispielsweise eingangsseitig zu einem Reduktionsgetriebe, antreibt. Alternativ ist es ebenfalls möglich, dass der Wartungsmotor über den Energiewandler einen Wartungsantrieb betreibt, der wiederum das Verdrehen der Fräswalze um ihre Rotationsachse bewerkstelligt. Der Wartungsantrieb kann beispielsweise ein Elektromotor oder ein Hydraulikmotor sein.
Greift der Wartungsmotor zum Antrieb der Fräswalze im Wartungsbetrieb teilweise auf Getriebeabschnitte zurück, die auch vom Hauptantriebsmotor im Arbeitsbetrieb zum Antrieb der Fräswalze genutzt werden, so liegt hier eine teilweise funktionale Überschneidung des ersten Antriebsstranges und des zweiten Antriebsstranges vor. Dieser Funktionsbereich stellt vorzugsweise den einzigen Bereich dar, in dem der erste und der zweite Antriebsstrang teilweise funktional überlappen. Konkret kann der Wartungsmotor beispielsweise über den zweiten Antriebsstrang auf ein der Fräswalze vorgelagertes Reduktionsgetriebe oder Ähnliches einen Teil des ersten Antriebsstranges antreiben und dadurch eine Drehung der Fräswalze bewirken. Auch bei dieser Weiterbildung der Erfindung sind der erste Antriebsstrang und der zweite Antriebsstrang aber bis auf den Antrieb der Fräswalze völlig voneinander getrennt. Die grundsätzliche Trennung der Antriebsstränge liegt also auch hier weiterhin vor, auch wenn der zweite Antriebsstrang ebenfalls in der Lage ist, die Fräswalze zu verdrehen. Insbesondere ist der Betrieb des ersten und des zweiten Antriebsstranges beziehungsweise des Hauptantriebsmotors und des Wartungsmotors erfindungsgemäß zeitlich voneinander getrennt.
Es hat sich ebenfalls als vorteilhaft erwiesen, wenn der Wartungsmotor zusätzlich zum Kompressor eine Wasserpumpe antreibt, mit der beispielsweise ein Wassertank auf der Bodenfräsmaschine befüllt werden kann. Dieses Wasser wird beispielsweise im Arbeitsbetrieb der Bodenfräsmaschine in den Fräswalzenkasten eingesprüht, um die Fräswalze zu kühlen und/oder um Wasser in das Fräsgut einzumischen. Die Wasserpumpe kann im Wartungsbetrieb der Bodenfräsmaschine ebenfalls dazu eingesetzt werden, beispielsweise einen Hochdruckreiniger zu betreiben, mit dem Reinigungsarbeiten an der Bodenfräsmaschine durchgeführt werden können.
Eine dritte Betriebsform neben dem Arbeitsbetrieb und dem Wartungsbetrieb der Bodenfräsmaschine ist ein Transportbetrieb. Im Transportbetrieb der Bodenfräsmaschine wird diese von einem Ort zum anderen versetzt, beispielsweise zwischen Baustellen, innerhalb einer Baustelle zwischen verschiedenen etc. Im Transportbetrieb der Bodenfräsmaschine muss die Fräswalze aus dem Boden angehoben werden. Gewöhnlich wird auch der Fräswalzenkasten vom Boden weg angehoben, um einen Transport der Bodenfräsmaschine zu ermöglichen, ohne dass der Fräswalzenkasten oder die Fräswalze mit dem Boden kollidieren oder auf diesem schleifen. Insbesondere wenn der Hauptantriebsmotor im Arbeitsbetrieb der Bodenfräsmaschine Schaden nimmt und nicht mehr weiter betrieben werden kann, ist es oftmals problematisch, dass die Fräswalze bzw. der Fräswalzenkasten nicht mehr nach oben vom Boden weg ausgehoben werden können. Es ist daher schwierig, eine derart defekte Bodenfräsmaschine von der Baustelle abzuschleppen. Daher ist es von Vorteil, wenn der Wartungsmotor bzw. der zweite Antriebsstrang derart ausgebildet ist, dass er ebenfalls in der Lage ist, einen Aushebantrieb zum Ausheben der Fräswalze in eine Transportposition zu betreiben. Der Wartungsmotor bzw. der zweite Antriebsstrang ist mit anderen Worten in der Lage, sowohl die Fräswalze als auch den Fräswalzenkasten von einer in den Boden herabgelassenen Position, in dem normalerweise Bodenmaterial abgefräst wird, in eine außer Eingriff mit dem Bodenmaterial über dem Boden liegende Transportposition zu bringen. Mit dem Fräswalzenkasten und der Fräswalze in der Transportposition ist es sodann möglich, die Bodenfräsmaschine abzuschleppen. Auch der Antrieb der Höhenverstellung der Fräswalze, der Bodenfräsmaschine an sich und/oder des Fräswalzenkastens/der Fräswalzenhaube kann somit einen funktionalen Überschneidungsbereich des ersten und des zweiten Antriebsstranges darstellen, wobei der zweite Antriebsstrang dann vorzugsweise in der Weise ausgebildet ist, dass der Antrieb der jeweiligen Höhenverstellung über den vom Wartungsmotor angetriebenen zweiten Antriebsstrang erfolgt.
Um den Transportbetrieb der Bodenfräsmaschine weiter zu erleichtern bzw. gesetzliche Bestimmungen zur maximalen Maschinenhöhe beim Transport einzuhalten, ist es weiterhin von Vorteil, wenn auch ein Dachantrieb zum Absenken oder Hochfahren eines Daches vom Wartungsmotor betreibbar ist. Insbesondere ist der Dachantrieb derart ausgebildet, dass er idealerweise den kompletten Fahrerstand der Bodenfräsmaschine vertikal nach unten verfahren oder zur Seite bzw. nach vorne oder nach hinten klappen kann, so dass die Gesamthöhe der Maschine reduziert wird. Ebenfalls ist es möglich, dass der Dachantrieb lediglich das Dach des Fahrerstandes nach unten verfährt oder zur Seite klappt, so dass ebenfalls die Gesamthöhe der Maschine abnimmt.
Die genannten weiteren Verbraucher können grundsätzlich direkt vom Wartungsmotor über Wellen mit einem Drehmoment beaufschlagt und betrieben werden. Besonders vorteilhaft ist es allerdings, wenn der mindestens eine weitere Verbraucher vom Energiewandler angetrieben wird. Der mindestens eine weitere Verbraucher wird also entweder elektrisch oder hydraulisch vom Energiewandler mit Energie versorgt und damit nur indirekt vom Wartungsmotor angetrieben. Dadurch, dass keine mechanischen Getriebe zum Betrieb des weiteren Verbrauchers benötigt werden, sondern lediglich elektrische oder hydraulische Leitungen, sind diese Ausführungsformen besonders flexibel und platzsparend.
Im Allgemeinen ist es bei jedem beschriebenen Verbraucher des zweiten Antriebsstranges, einschließlich dem Kompressor, individuell möglich, ihn entweder rein mechanisch mit einem Drehmoment des Wartungsmotors zu beaufschlagen bzw. zu betreiben oder ihn über den Energiewandler mit elektrischer oder hydraulischer Energie zu versorgen. Auch ist es möglich, eine nahezu beliebige Anzahl der Verbraucher mit einem Drehmoment des Wartungsmotors anzutreiben und gleichzeitig die weiteren Verbraucher über den Energiewandler anzutreiben. Denkbar wäre auch, dass sämtliche Verbraucher, die ihre Energie vom Wartungsmotor beziehen, ausschließlich durch eine Drehmomentübertragung vom Wartungsmotor betrieben werden. Im Gegensatz dazu ist es allerdings bevorzugt, wenn der Wartungsmotor derart ausgebildet ist, dass er ausschließlich den Energiewandler direkt antreibt und sämtliche vom Wartungsmotor angetriebenen Verbraucher derart mit dem Energiewandler verbunden sind, dass sie über diesen mit Energie versorgt werden. Nur der Energiewandler wird also direkt vom Wartungsmotor angetrieben. Sämtliche Verbraucher, die ihre Energie vom Wartungsmotor beziehen, werden dagegen mit der vom Energiewandler bereitgestellten Energie, insbesondere in Form elektrischer und/oder hydraulischer Energie, versorgt. Die hierfür benötigten elektrischen bzw. hydraulischen Leitungen sind platzsparender und flexibler als mechanische Getriebe.
Wie alle vom Wartungsmotor betriebenen Verbraucher kann auch die Fräswalze mechanisch mit einem Drehmoment des Wartungsmotors oder indirekt über den Energiewandler im Wartungsbetrieb der Bodenfräsmaschine betrieben werden. Es ist allerdings bevorzugt, wenn der Wartungsantrieb zum Verdrehen der Fräswalze ein Hydraulikmotor oder ein Elektromotor ist. Mit anderen Worten wird der Wartungsantrieb der Fräswalze also vom Energiewandler entweder mit elektrischer oder mit hydraulischer Energie betrieben. Auf diese Weise lässt sich ein besonders sicheres und gut steuerbares Verdrehen der Fräswalze im Wartungsbetrieb der Bodenfräsmaschine erreichen.
Durch die Trennung des ersten Antriebsstranges und des zweiten Antriebsstranges in der Weise, dass die Verbraucher, die ausschließlich nur im Wartungsbetrieb der Bodenfräsmaschine zur Durchführung der Wartungsarbeiten benötigt werden, lediglich über den zweiten Antriebsstrang vom Wartungsmotor mit Antriebsenergie versorgt werden können, ist es möglich, während des Wartungsbetriebs der Bodenfräsmaschine komplett auf den Betrieb des Hauptantriebsmotors zu verzichten. Bei ausgeschaltetem Hauptantriebsmotor kann somit das Risiko, dass die Fräswalze unbeabsichtigt mit hoher Leistung betrieben wird und eine Gefahr für den Bediener bei Wartungsarbeiten an der Fräswalze darstellt, ausgeschlossen werden. Grundsätzlich ist mit dieser Ausführungsform schon ein sehr hohes Sicherheitsniveau geschaffen. Um nun zu verhindern, dass in der Hektik auf einer Baustelle doch einmal der Hauptantriebsmotor im Wartungsbetrieb der Bodenfräsmaschine weiterläuft oder unbeabsichtigt gestartet wird, ist es bevorzugt, wenn eine Sicherheitsschaltung vorhanden ist, die derart ausgebildet ist, dass der Wartungsmotor und/oder der Kompressor nur bei ausgeschaltetem Hauptantriebsmotor betreibbar ist. Die wenigstens eine Sicherheitsschaltung stellt also sicher, dass der Wartungsmotor und/oder der Kompressor nur dann angeschaltet werden können, wenn der Hauptantriebsmotor nicht betrieben wird bzw. ausgeschaltet ist. Lässt sich der Wartungsmotor nicht starten, so sind sämtliche für den Wartungsbetrieb notwendigen Verbraucher, die vom Wartungsmotor angetrieben werden, nicht einsatzfähig. Ein Wartungsbetrieb kann deshalb bei laufendem Hauptantriebsmotor überhaupt nicht durchgeführt werden. Kann dagegen nur der Kompressor nicht eingeschaltet werden, solange der Hauptantriebsmotor nicht ausgeschaltet ist, so kann hauptsächlich das pneumatische Werkzeug zum Austreiben der Fräswerkzeuge aus den Wechselhaltern nicht eingesetzt werden, wodurch Fräswerkzeugwechselarbeiten direkt an der Fräswalze unmöglich werden. Ein Bediener kann also keine Arbeiten direkt an der Fräswalze durchführen und ist demnach vor dem unbeabsichtigten Anlaufen der Fräswalze über den Hauptantriebsmotor geschützt, wobei vorzugsweise die Sicherheitsschaltung in der Weise ausgebildet ist, dass dennoch andere Wartungsarbeiten, wie beispielsweise das Nachfüllen des Wassertankes über die Wasserpumpe und/oder das Verfahren eines Daches und/oder einer Fahrerkabine über einen Dachantrieb weiterhin möglich sind. Diese Arbeiten bringen den Bediener allerdings nicht in die unmittelbare Nähe der Fräswalze. Zur konkreten Umsetzung der Sicherheitsschaltung kann dabei grundsätzlich insbesondere auf die im Stand der Technik bekannten Sicherheitsschaltungen zurückgegriffen werden. So kann es sich bei der Sicherheitsschaltung beispielsweise um eine elektronische Sicherheitsschaltung handeln, die einen Start des Wartungsmotors und/oder des Kompressors bei eingeschaltetem Hauptantriebsmotor verhindert und umgekehrt, wobei die Sicherheitsschaltung hierzu beispielsweise die Motorstromversorgung unterbrechen kann oder ähnliches. Die Sicherheitsschaltung verhindert im Endergebnis vorzugsweise ein Starten des Hautpantriebsmotors, solange sich der Wartungsmotor und/oder der Kompressor in Betrieb befinden.
In gattungsgemäßen Bodenfräsmaschinen ist häufig ein sogenanntes Pumpenverteilergetriebe vorhanden. Das Pumpenverteilergetriebe wird üblicherweise vom Hauptantriebsmotor eingangsseitig angetrieben und weist ausgangsseitig einen oder mehrere Anschlüsse für Hydraulikpumpen auf, mit denen ein Hydrauliksystem mit hydraulischer Energie versorgt werden kann. Dieses Hydrauliksystem treibt beispielsweise häufig den Hydromotoren umfassenden Fahrantrieb der Bodenfräsmaschine an. Um die erfindungsgemäße Trennung der Antriebsstränge zu realisieren, ist es besonders vorteilhaft, wenn das Pumpenverteilergetriebe in der Weise ausgebildet ist, dass es ausschließlich vom ersten Antriebsstrang angetrieben wird. Mit anderen Worten wird keine Antriebsenergie vom zweiten Antriebsstrang auf das Pumpenverteilergetriebe übertragen. Durch diese strikte Trennung auch des Pumpenverteilergetriebes vom zweiten Antriebsstrang wird schon rein baulich verhindert, dass eventuell Verbraucher, die am zweiten Antriebsstrang angeschlossen sind, über das Pumpenverteilergetriebe mit Antriebsenergie versorgt werden können und vom ersten Antriebsstrang angetriebene Verbraucher unerwünscht vom Wartungsmotor angetrieben werden. Es wird damit sichergestellt, dass der Hauptantriebsmotor nicht auch Verbraucher für den Wartungsbetrieb betreiben kann. Darüber hinaus wird es ebenfalls ermöglicht, den Wartungsmotor mit relativ geringer Leistung auszustatten.
Die Lösung der Aufgabe gelingt ebenfalls mit einem Verfahren zum Betrieb einer Bodenfräsmaschine, insbesondere einer Bodenfräsmaschine gemäß den vorhergehenden Ausführungen. Sämtliche für die erfindungsgemäße Bodenfräsmaschine beschriebenen Merkmale und deren Vorteile lassen sich sinngemäß ebenfalls auf das erfindungsgemäße Verfahren übertragen und andersherum.
Konkret umfasst das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb einer Bodenfräsmaschine in einem Arbeitsbetrieb das Antreiben eines ersten Antriebsstrangs durch einen Hauptantriebsmotor und das Antreiben einer Fräswalze durch den ersten Antriebsstrang, und umfasst in einem Wartungsbetrieb das Antreiben eines zweiten Antriebsstrangs durch einen Wartungsmotor und das Antreiben eines Kompressors durch den zweiten Antriebsstrang, wobei der Hauptantriebsmotor und der Wartungsmotor unabhängig voneinander betrieben werden und der Kompressor ausschließlich vom Wartungsmotor antreibbar ist und nicht vom Hauptantriebsmotor. Dies gelingt dadurch, dass die Weiterleitung der Antriebsenergie vom Wartungsmotor räumlich und funktional getrennt vom ersten Antriebsstrang ausschließlich über den zweiten Antriebsstrang bis hin zum Kompressor erfolgt. Der Hauptantriebsmotor und der erste Antriebsstrang sind also im Wesentlichen dem Arbeitsbetrieb der Bodenfräsmaschine zugeordnet, während der Wartungsmotor und der zweite Antriebsstrang im Wesentlichen dem Wartungsbetrieb der Bodenfräsmaschine zugeordnet sind. Der Wartungsbetrieb der Bodenfräsmaschine ist demnach ohne den Betrieb des Hauptantriebsmotors der Bodenfräsmaschine möglich. Der Kompressor kann im Wartungsbetrieb ohne Einschränkungen betrieben werden, ohne dass der Hauptantriebsmotor läuft. Dieser kann während des Wartungsbetriebs ausgeschaltet sein und stellt damit keine Gefahr durch unbeabsichtigtes Einkuppeln der Fräswalze während des Wartungsbetriebes für den Bediener dar.
Eine flexiblere und platzsparendere Ausbildung kann erreicht werden, wenn im Wartungsbetrieb im zweiten Antriebsstrang eine Umwandlung von mechanischer Energie in hydraulische oder elektrische Energie durch einen Energiewandler erfolgt. Diese hydraulische oder elektrische Energie, die vom Energiewandler zur Verfügung gestellt wird, wird dann zum Antrieb der Verbraucher eingesetzt. Der Energiewandler wandelt das mechanische Drehmoment der Wartungsmotorwelle über eine Hydraulikpumpe in hydraulische Energie oder über einen Generator in elektrische Energie um, die dann zum Antrieb der Verbraucher eingesetzt wird.
Um den Wartungsbetrieb komplett vom Arbeitsbetrieb der Bodenfräsmaschine unabhängig zu gestalten, ist es bevorzugt, wenn im Wartungsbetrieb zum Wechsel von Fräswerkzeugen ein Drehen der Fräswalze durch den zweiten Antriebsstrang erfolgt. Außer der Fräswalze wird kein weiterer Verbraucher der Bodenfräsmaschine sowohl vom ersten Antriebsstrang als auch vom zweiten Antriebsstrang betrieben. Ideal ist es dabei, wenn der zweite Antriebsstrang die Fräswalze vollständig unter Umgehung des ersten Antriebsstranges antreibt, beispielsweise unmittelbar am Fräsrohr der Fräswalze.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn weitere Verbraucher ebenfalls vom Wartungsmotor angetrieben werden können. Dies ist sowohl bei Wartungsarbeiten an der Bodenfräsmaschine und deshalb ausgeschaltetem Hauptantriebsmotor der Fall, wie auch bei einem Defekt des Hauptantriebsmotors, der verhindert, dass der Hauptantriebsmotor die Bodenfräsmaschine, insbesondere den Fräswalzenkasten und die Fräswalze, in eine Transportposition bringt, in der ein Transportbetrieb der Bodenfräsmaschine, beispielsweise durch Abschleppen, ermöglicht wird. Es ist deshalb bevorzugt, dass ein Antreiben zumindest eines weiteren Verbrauchers, insbesondere im Umfang eines Notbetriebs der Bodenfräsmaschine, zusätzlich zum Kompressor durch den Wartungsmotor erfolgt, insbesondere: ein Antreiben eines Wartungsantriebs zum Verdrehen der Fräswalze um ihre Rotationsachse und/oder ein Antreiben einer Wasserpumpe und/oder ein Antreiben eines Aushebantriebs zum Ausheben der Fräswalze in eine Transportposition und/oder ein Antreiben eines Dachantriebs zum Absenken oder Hochfahren eines Daches. Insgesamt kann generell eine beliebige Kombination der genannten Verbraucher zusätzlich zum Kompressor vom Wartungsmotor betrieben werden.
Da die Sicherheit des Bedieners im Betrieb der Bodenfräsmaschine an erster Stelle steht, kann ebenfalls vorgesehen sein, dass sich der Betrieb des Hauptantriebsmotors und der Betrieb des Wartungsmotors und/oder des Kompressors gegenseitig ausschließen. Zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, dass durch eine Sicherheitsschaltung ein Prüfen erfolgt, ob der Hauptantriebsmotor im Betrieb ist, und dass das Antreiben des zweiten Antriebsstrangs durch den Wartungsmotor und/oder das Antreiben des Kompressors durch den zweiten Antriebsstrang nur erfolgt, wenn der Hauptantriebsmotor außer Betrieb ist. Der Kompressor bzw. der Wartungsmotor lassen sich mit anderen Worten also nur anschalten, wenn der Hauptantriebsmotor ausgeschaltet ist. Ebenso ist es selbstverständlich möglich, dass die Sicherheitsschaltung auch in die andere Richtung funktioniert und ein Einschalten des Hauptantriebsmotors nur dann zulässt, wenn der Wartungsmotor und/oder der Kompressor ausgeschaltet sind bzw. gerade nicht betrieben werden. Es ist ebenfalls denkbar, dass die Sicherheitsschaltung beim Anschalten des Wartungsmotors den Hauptantriebsmotor ausschaltet, falls dieser beim Anschalten des Wartungsmotors noch laufen sollte, und umgekehrt. Ein Unfall des Bedieners durch ein nicht beabsichtigtes Antreiben der Fräswalze durch den Hauptantriebsmotor während des Wartungsbetriebes der Bodenfräsmaschine kann so sicher verhindert werden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen schematisch:
1 eine Seitenansicht einer Bodenfräsmaschine;
2 einen ersten Antriebsstrang der Bodenfräsmaschine;
3 eine erste Ausführungsform des zweiten Antriebsstrangs der Bodenfräsmaschine;
4 eine zweite Ausführungsform des zweiten Antriebsstranges der Bodenfräsmaschine;
5 eine dritte Ausführungsform des zweiten Antriebsstranges der Bodenfräsmaschine; und
6 ein Ablaufdiagramm des Verfahrens zum Betrieb der Bodenfräsmaschine.
Gleiche Elemente sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Sich wiederholende Elemente sind zum Teil nicht in jeder Figur gesondert bezeichnet.
In 1 ist eine gattungsgemäße Bodenfräsmaschine 1 in Form einer Straßenkaltfräse vom Typ Mittelrotorfräse in Seitenansicht dargestellt mit einem Maschinenrahmen/Chassis 3 und einem Fahrerstand 2. Im Arbeitsbetrieb fräst die Bodenfräsmaschine 1 Bodenmaterial 7 in Arbeitsrichtung a auf. Die Bodenfräsmaschine 1 fährt auf den Fahrwerken 6. Das Auffräsen des Bodenmaterials 7 erfolgt durch eine Fräswalze 9, die in einem Fräswalzenkasten 8 um eine Rotationsachse 10 drehbar gelagert ist. Das vom Bodenmaterial 7 gelöste Fräsgut wird über die Abwurfeinrichtung 5 in Arbeitsrichtung a auf ein nicht dargestelltes Transportfahrzeug übertragen und von diesem abtransportiert.
Ebenfalls ist in 1 ein erster Antriebsstrang 11 schematisch dargestellt, über den der Hauptantriebsmotor 4, hier ein Dieselverbrennungsmotor, u. a. die Fräswalze 9 antreibt. Die Bodenfräsmaschine umfasst ferner einen zweiten Antriebsstrang 13, über den ein Wartungsmotor 12, hier ebenfalls ein Dieselmotor, einen Kompressor 14 betreibt. Der ersten Antriebsstrang 11 und der zweite Antriebsstrang 13 sind in der 1 stark vereinfacht dargestellt und werden im Zusammenhang mit den 2 bis 5 nachstehend detaillierter erläutert.
2 zeigt den Grundaufbau des ersten Antriebsstrangs 11 des vorliegenden Ausführungsbeispiels. Der Hauptantriebsmotor 4 ist über eine erste Treibstoffleitung 37 mit dem Treibstofftank 36 verbunden und wird von diesem mit Treibstoff, hier Diesel, versorgt. Über eine erste Welle 15 treibt der Hauptantriebsmotor 4 ein Pumpenverteilergetriebe 16 an. Das Pumpenverteilergetriebe 16 wiederum treibt über Verteilerwellen 17 ein Hydrauliksystem 18 an, das aus mehreren Hydraulikpumpen/-motor-Einheiten besteht und verschiedene Funktionen der Bodenfräsmaschine erfüllt. So werden beispielsweise die Fahrwerke 6 und die Abwurfeinrichtung 5 vom Hydrauliksystem 18 mit Energie versorgt bzw. betrieben. Über eine zweite Welle 19 treibt der Hauptantriebsmotor 4 eine Antriebsriemenscheibe 20 an, die ein Zugmittelgetriebe mit einem Zugmittel 21 und der Abtriebsriemenscheibe 22 bildet. Über dieses Zugmittelgetriebe wird die Walzenantriebswelle 23 vom Hauptantriebsmotor 4 angetrieben. Die Walzenantriebswelle 23 treibt wiederum über ein nicht dargestelltes Reduktionsgetriebe die Fräswalze 9 zur Rotation um deren Rotationsachse 10 an. Der Antrieb der Fräswalze 9 durch den ersten Antriebsstrang 11 des Hauptantriebsmotors 4 erfolgt im Arbeitsbetrieb der Bodenfräsmaschine 1, in dem Bodenmaterial 7 in Arbeitsrichtung a aufgefräst wird.
Die 3 bis 5 betreffen alternative Ausführungsformen des zweiten Antriebsstranges 13. Wie in Zusammenschau der 2 mit den 3, 4 und 5 ersichtlich ist, wird der Wartungsmotor 12 über eine zweite Treibstoffleitung 38 auch, wie der Hauptantriebsmotor 4, aus dem Treibstofftank 36 mit Treibstoff versorgt. Der Treibstofftank 36 versorgt also über die erste Treibstoffleitung 37 den Hauptantriebsmotor 4 und über die zweite Treibstoffleitung 38 den Wartungsmotor 12 mit Treibstoff. Der Wartungsmotor 12 treibt eine Wartungsmotorwelle 24 an, an die ein Energiewandler 25 angeschlossen ist. Der Energiewandler zeichnet sich dadurch aus, dass er die vom Wartungsmotor eingeleitete mechanische Energie in eine andere Energieform, insbesondere hydraulische oder elektrische Energie, umwandelt. Vom Energiewandler 25, der insbesondere entweder ein Generator oder eine Hydraulikpumpe sein kann, wird die Energie über Leitungen 26 und Schaltelemente 27 an Verbraucher verteilt, wie beispielsweise den Kompressor 14. Der Teil zur Energieübertragung zwischen dem Wartungsmotor 12 und diesen Verbrauchern wird als zweiter Antriebsstrang 13 bezeichnet. Die Schaltelemente 27 ermöglichen ein An- oder Abschalten des jeweiligen Verbrauchers je nach Bedarf. Im Falle eines Generators als Energiewandler 25 kann es sich hierbei beispielsweise um elektrische Schalter handeln, im Falle einer Hydraulikpumpe als Energiewandler 25 können die Schaltelemente 27 beispielsweise (Hydraulik-)Ventile sein. Die Schaltelemente 27 lassen also entweder zu, dass Energie vom Energiewandler 25 auf den jeweiligen Verbraucher übertragen wird, oder unterbinden dies. Neben dem Kompressor 14 wird vom Energiewandler 25 in dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ebenfalls ein Dachantrieb 28, ein Aushebantrieb 29, eine Wasserpumpe 30 und mindestens ein weiterer Verbraucher 31 betrieben. Sämtliche Verbraucher, die vom Wartungsmotor 12 angetrieben werden, werden also mit elektrischer oder hydraulischer Energie des Energiewandlers 25 versorgt. Lediglich der Energiewandler 25 wird direkt durch das mechanische Drehmoment des Wartungsmotors 12 angetrieben.
4 zeigt eine weitere Ausführungsform des zweiten Antriebsstranges 13. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der 3 ist hier am Wartungsmotor 12 neben der Wartungsmotorwelle 24 eine Wartungswelle 32 angebracht, die über eine Kupplung 33 die Fräswalze 9 um ihre Rotationsachse 10 zu drehen vermag. Diese durch den Wartungsmotor 12 angetriebene Drehung der Fräswalze 9 erfolgt sehr viel langsamer als die Rotation der Fräswalze 9 im Arbeitsbetriebe der Bodenfräsmaschine 1 durch den Hauptantriebsmotor 4. Außerdem wird die Fräswalze 9 lediglich intervallartig um einen kleinen Winkelabschnitt vom Wartungsmotor 12 weitergedreht, damit ein Bediener an weitere Fräswerkzeuge am Außenumfang der Fräswalze 9 herankommen kann. Darüber hinaus ist die zur Drehung der Fräswalze 9 durch den Wartungsmotor 12 aufgebrachte Antriebsenergie so gering, dass sie gerade zur Drehung der Fräswalze ausreicht aber nicht größere Widerstandskräfte überwinden kann. Über die Kupplung 33 kann die Wartungswelle 32 von der Fräswalze 9 entkuppelt werden. Je nach der Stellung der Kupplung 33 wird die Fräswalze 9 also vom Wartungsmotor 12 gedreht oder nicht. Auch unterschiedliche Drehgeschwindigkeiten der Fräswalze 9 im Wartungsbetrieb lassen sich über die Kupplung 33 einstellen, wobei die Drehgeschwindigkeiten immer in einem für den Bediener ungefährlichen Rahmen liegen. Über die Kupplung 33 kann die Drehung der Fräswalze 9 im Wartungsbetrieb der Bodenfräsmaschine 1 durch den Bediener gesteuert werden.
Im weiteren Ausführungsbeispiel des zweiten Antriebsstrangs 13 gemäß 5 kann die Fräswalze 9 ebenfalls vom Wartungsmotor 12 im Wartungsbetrieb der Bodenfräsmaschine 1 zu Wartungszwecken gedreht werden. Die Drehung der Fräswalze 9 wird hier allerdings nicht durch die direkte Übertragung eines Drehmomentes vom Wartungsmotor 12 auf die Fräswalze 9 bewerkstelligt, sondern erfolgt wie bei den weiteren Verbrauchern indirekt über den Energiewandler 25. Über eine Wartungsleitung 34 wird entweder elektrische oder hydraulische Energie vom Energiewandler 25 über ein Schaltelement 35, das entweder ein elektrischer Schalter oder ein Ventil sein kann, zu einem Wartungsantrieb 39 transportiert. Der Wartungsantrieb 39 nutzt die elektrische oder hydraulische Energie des Energiewandlers 25 dazu, die Fräswalze 9 langsam und in Etappen wie zuvor beschrieben um ihre Rotationsachse 10 zu drehen, wenn die Bodenfräsmaschine 1 im Wartungsbetrieb ist. Der Wartungsantrieb 39 umfasst demnach entweder ein Elektromotor oder ein Hydraulikmotor. Die Drehung der Fräswalze 9 kann im Ausführungsbeispiel des zweiten Antriebsstranges 13 der 5 vom Bediener über das Schaltelement 35 gesteuert werden, über das der Wartungsantrieb 39 entweder mit Energie versorgt wird oder nicht. Durch eine Steuerung der Menge an Energie, die vom Schaltelement 35 zum Wartungsantrieb 39 geführt wird, lässt sich ebenfalls eine stufenlose Regulierung der Geschwindigkeit der Drehung der Fräswalze 9 im Wartungsbetrieb herbeiführen, wobei die Drehgeschwindigkeit immer im gefahrlosen Rahmen bleibt.
Sowohl der erste Antriebsstrang 11 als auch der zweite Antriebsstrang 13 sind also in der Lage, eine Rotation der Fräswalze 9 um die Rotationsachse 10 herbeizuführen. Ein Kernpunkt der Erfindung ist allerdings eine Trennung der Antriebsstränge. Dies ist vorliegend derart zu verstehen, dass der erste und der zweite Antriebsstrang baulich und funktional getrennt zueinander in der Weise ausgebildet sind, dass sie keine Verbraucher gemeinsam und gleichzeitig antreiben. Der zweite Antriebsstrang 13 ist sowohl unabhängig vom ersten Antriebsstrang 11 als auch vom Pumpenverteilergetriebe 16 ausgebildet. Der Betrieb der Antriebsstränge 11, 13 ist außerdem zeitlich getrennt.
Aus den 2 bis 5 ist ebenfalls ersichtlich, dass eine Sicherheitsschaltung 50, 51 vorgesehen ist, die jeweils mit dem Hauptantriebsmotor 4 und dem Wartungsmotor 12 und/oder dem Kompressor 14 verbunden ist. Die Sicherheitsschaltung 50, 51, die auch als einzelne Sicherheitsschaltungen getrennt voneinander ausgebildet sein kann, verhindert, dass der Hauptantriebsmotor 4 gleichzeitig mit dem Wartungsmotor 12 und/oder dem Kompressor 14 betrieben wird. Die Sicherheitsschaltung 50, 51 verhindert beispielsweise, dass der Hauptantriebsmotor 4 gestartet werden kann, solange der Wartungsmotormotor 12 und/oder der Kompressor 14 eingeschaltet ist. Ebenso verhindert die Sicherheitsschaltung 50, 51 dass der Wartungsmotor 12 und/oder der Kompressor 14 in Betrieb genommen werden kann, solange der Hauptantriebsmotor 4 in Betrieb ist. Im Endeffekt wird durch die Sicherheitsschaltung 50, 51 erreicht, dass immer nur entweder der Hauptantriebsmotor 4 oder der Wartungsmotor 12 und/oder der Kompressor 14 betrieben werden kann. Die Sicherheitsschaltung 50, 51 verhindern demnach, dass der Hauptantriebsmotor 4 gleichzeitig mit dem Wartungsmotor 12 und/oder dem Kompressor 14 betrieben wird.
Insgesamt ist es also möglich, sämtliche Komponenten für den Wartungsbetrieb der Bodenfräsmaschine 1, wie beispielsweise den Kompressor 14, den Dachantrieb 28, den Aushebantrieb 29 und die Wasserpumpe 30 nur über den zweiten Antriebsstrang 13 durch den Wartungsmotor 12 anzutreiben. Ein Betrieb des Hauptantriebsmotors 4 ist demnach im Wartungsbetrieb der Bodenfräsmaschine 1 nicht notwendig. Im Gegenteil, durch die Sicherheitsschaltung 50, 51 ist dies sogar ausgeschlossen. Dadurch, dass die hohen Rotationsgeschwindigkeiten der Fräswalze, wie sie im Arbeitsbetrieb der Bodenfräsmaschine 1 notwendig sind, nur durch den Hauptantriebsmotor 4 bereitgestellt werden können, können diese hohen Rotationsgeschwindigkeiten nicht versehentlich im Wartungsbetrieb der Bodenfräsmaschine 1 eingestellt werden. Ein Unfallrisiko durch zufälliges und unabsichtliches Einkuppeln der Fräswalze 9 an den laufenden Hauptantriebsmotor 4 wird so erfindungsgemäß sicher vermieden. Ein Personenschaden des Bedieners durch ein derartiges Ereignis wird ausgeschlossen.
6 zeigt ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens 40 zum Betrieb der Bodenfräsmaschine 1. Um die Trennung des ersten Antriebsstranges 11 vom zweiten Antriebsstrang 13 zu verdeutlichen, sind die Verfahrensschritte, die am ersten Antriebsstrang 11 bzw. am zweiten Antriebsstrang 13 stattfinden jeweils in voneinander getrennten gepunkteten Rechtecken dargestellt. Die beiden Antriebsstränge 11, 13 stellen somit voneinander getrennte funktionale Kompartimente dar, in denen die verschiedenen Verfahrensschritte ablaufen. Im ersten Antriebsstrang 11 erfolgt während des Arbeitsbetriebes der Bodenfräsmaschine 1 zuerst ein Antreiben 41 des ersten Antriebsstrangs 11. Über den ersten Antriebsstrang 11 erfolgt sodann ein Antreiben 43 der Fräswalze 9 mit hoher Geschwindigkeit für den Arbeitsbetrieb der Bodenfräsmaschine 1, in dem Bodenmaterial 7 aufgefräst wird. Gleichzeitig erfolgt durch den ersten Antriebsstrang 11 ebenfalls ein Antreiben 45 des Pumpenverteilergetriebes 16. Das Pumpenverteilergetriebe 16 wiederum führt zum Antreiben 49 des Hydrauliksystems 18. Vom Antreiben 41 des ersten Antriebsstrangs 11 getrennt, insbesondere zeitlich getrennt, findet im Wartungsbetrieb der Bodenfräsmaschine 1 ein Antreiben 42 des zweiten Antriebsstranges 13 statt. Durch den angetriebenen zweiten Antriebsstrang 13 kommt es zu einem Antreiben 44 des Kompressors 14, zu einem Antreiben 46 des Dachantriebes 28, zu einem Antreiben 47 des Aushebantriebs 29 und zu einem Antreiben 48 der Wasserpumpe 30. Der einzige Berührungspunkt bzw. die einzige Überschneidung des ersten Antriebsstranges 11 mit dem zweiten Antriebsstrang 13 ist in 1 durch den gestrichelten Pfeil dargestellt, der das Antreiben 43 der Fräswalze 9 durch den in Schritt 42 angetriebenen zweiten Antriebsstrang 13 darstellt. Wie aus der 6 ersichtlich ist der erste Antriebsstrang 11 und der zweite Antriebsstrang 13 bis auf diese Überschneidung beim Antreiben 43 der Fräswalze 9 strikt voneinander getrennt. Durch diese Trennung ist es möglich, den Wartungsbetrieb der Bodenfräsmaschine 1 komplett ohne Zuhilfenahme des Hauptantriebsmotors 4 durchzuführen. Dieser kann während der gesamten Wartungsarbeiten im Wartungsbetrieb der Bodenfräsmaschine 1 ausgeschaltet sein. Dadurch wird der Bediener beim Fräswerkzeugwechsel an der Fräswalze 9 nicht durch ein versehentliches Anlaufen der Fräswalze 9 durch Einkuppeln des Hauptantriebsmotors 4 gefährdet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1983105 A2 [0002]

Claims

Bodenfräsmaschine (1) zum Auffräsen von Bodenmaterial (7), umfassend – einen Hauptantriebsmotor (4), – einen vom Hauptantriebsmotor (4) angetriebenen ersten Antriebsstrang (11), und – eine vom Hauptantriebsmotor (4) über den ersten Antriebsstrang (11) angetriebene, in einem Fräswalzenkasten (8) rotierbar gelagerte Fräswalze (9) zum Auffräsen von Bodenmaterial (7) im Arbeitsbetrieb der Bodenfräsmaschine (1), dadurch gekennzeichnet, dass ein Wartungsmotor (12) vorhanden ist, der getrennt vom Hauptantriebsmotor über einen zweiten Antriebsstrang (13) einen Kompressor (14) zur Bereitstellung von Druckluft antreibt, wobei der Kompressor (14) ausschließlich vom Wartungsmotor (12) über den zweiten Antriebsstrang (13) antreibbar ist.
Bodenfräsmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der Hauptantriebsmotor (4) als auch der Wartungsmotor (12) Verbrennungsmotoren, insbesondere Dieselmotoren, sind und über wenigstens teilweise separate Treibstoffleitungen (37, 38) aus einem gemeinsamen Treibstofftank (36) mit Treibstoff versorgt werden.
Bodenfräsmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wartungsmotor (12) einen Energiewandler (25) antreibt, der wiederum den Kompressor (14) antreibt, und dass der Energiewandler (25) entweder elektrische oder hydraulische Energie zum Antrieb des Kompressors (14) bereitstellt.
Bodenfräsmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wartungsmotor (12) zusätzlich zum Kompressor (14) mit mindestens einem weiteren Verbraucher verbunden ist und diesen mit Energie versorgt, insbesondere mit mindestens einem der folgender Verbraucher: – ein Wartungsantrieb (39) zum Verdrehen der Fräswalze (9) um ihre Rotationsachse (10) und/oder – eine Wasserpumpe (30) und/oder – ein Aushebantrieb (29) zum Ausheben der Fräswalze (9) in eine Transportposition und/oder – ein Dachantrieb (28) zum Absenken oder Hochfahren eines Daches.
Bodenfräsmaschine (1) nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine weitere Verbraucher vom Energiewandler (25) angetrieben wird.
Bodenfräsmaschine (1) nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Wartungsmotor (12) derart ausgebildet ist, dass er ausschließlich den Energiewandler (25) direkt antreibt und sämtliche vom Wartungsmotor (12) angetriebenen Verbraucher derart mit dem Energiewandler (25) verbunden sind, dass sie über diesen mit Energie versorgt werden.
Bodenfräsmaschine (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wartungsantrieb (39) zum Verdrehen der Fräswalze (9) ein Hydraulikmotor oder ein Elektromotor ist.
Bodenfräsmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sicherheitsschaltung (50, 51) vorhanden ist, die derart ausgebildet ist, dass der Wartungsmotor (12) und/oder der Kompressor (14) nur bei ausgeschaltetem Hauptantriebsmotor (4) betreibbar ist.
Bodenfräsmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Pumpenverteilergetriebe (16) vorhanden ist, das ausschließlich vom ersten Antriebsstrang (11) angetrieben wird.
Verfahren (40) zum Betrieb einer Bodenfräsmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in einem Arbeitsbetrieb umfassend – das Antreiben (41) eines ersten Antriebsstrangs (11) durch einen Hauptantriebsmotor (4) und – das Antreiben (43) einer Fräswalze (9) durch den ersten Antriebsstrang (11), und in einem Wartungsbetrieb umfassend – das Antreiben (42) eines zweiten Antriebsstrangs (13) durch einen Wartungsmotor (12) und – das Antreiben (44) eines Kompressors (14) durch den zweiten Antriebsstrang (13), wobei der Hauptantriebsmotor (4) und der Wartungsmotor (12) unabhängig voneinander betrieben werden.
Verfahren (40) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Wartungsbetrieb im zweiten Antriebsstrang (13) eine Umwandlung von mechanischer Energie in hydraulische oder elektrische Energie durch einen Energiewandler (25) erfolgt.
Verfahren (40) nach einem der Ansprüche 10 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Wartungsbetrieb zum Wechsel von Fräswerkzeugen ein Drehen der Fräswalze (9) durch den zweiten Antriebsstrang (13) erfolgt.
Verfahren (40) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Antreiben zumindest eines weiteren Verbrauchers zusätzlich zum Kompressor (14) durch den Wartungsmotor (12) erfolgt, insbesondere: – ein Antreiben eines Wartungsantriebs (39) zum Verdrehen der Fräswalze (9) um ihre Rotationsachse (10) und/oder – ein Antreiben einer Wasserpumpe (30) und/oder – ein Antreiben eines Aushebantriebs (29) zum Ausheben der Fräswalze (9) in eine Transportposition und/oder – ein Antreiben eines Dachantriebs (28) zum Absenken oder Hochfahren eines Daches.
Verfahren (40) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, – dass durch eine Sicherheitsschaltung (50, 51) ein Prüfen erfolgt, ob der Hauptantriebsmotor (4) in Betrieb ist, und – dass das Antreiben (42) des zweiten Antriebsstrangs (13) durch den Wartungsmotor (12) und/oder das Antreiben (44) des Kompressors (14) durch den zweiten Antriebsstrang (13) nur erfolgt, wenn der Hauptantriebsmotor (4) außer Betrieb ist.