DE102020102338A1

DE102020102338A1 - Rotoranordnung zur behebung unvollständiger getriebeschaltungen eines kreiselmischers

Info

Publication number: DE102020102338A1
Application number: DE102020102338.3A
Authority: DE
Inventors: Brian J. Schlenker; Jason W. Muir; Ryan A. Enot; Jacob M. Saari; Derek Nieuwsma; Nathaniel S. Doy; Lee M. HOGAN
Original assignee: Caterpillar Paving Products Inc
Current assignee: Caterpillar Paving Products Inc
Priority date: 2019-02-01
Filing date: 2020-01-30
Publication date: 2020-08-06
Also published as: CN111519505B; CN111519505A; US11168750B2; US20200248763A1

Abstract

Offenbart wird eine Rotoranordnung für einen Kreiselmischer. Die Rotoranordnung beinhaltet einen Hauptantrieb, der dazu ausgestaltet ist, die Rotoranordnung drehbar anzutreiben, eine Hauptantriebskupplung, die in einem Antriebsstranggehäuse des Hauptantriebs eingeschlossen ist, ein Betätigungsventil, das wirkmäßig mit der Hauptantriebskupplung gekoppelt ist, wobei das Betätigungsventil dazu ausgestaltet, ist, die Hauptantriebskupplung zwischen zumindest einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung zu betätigen, eine Rotortrommel, ein Rotorantriebsgetriebe mit einem Eingang und einem Ausgang, wobei der Getriebeausgang wirkmäßig mit der Rotortrommel gekoppelt ist, einen Hauptantriebsriemen, der drehbar mit der Hauptantriebskupplung und dem Rotorgetriebeeingang gekoppelt ist, so dass eine Drehung der Hauptantriebskupplung dem Rotorantriebsgetriebe Drehung verleiht, und einen Drehzahlsensor, der wirkmäßig mit der Rotortrommel gekoppelt ist, wobei der Drehzahlsensor eine Drehzahl des Getriebes misst und ein Rotordrehzahlsignal erzeugt, wobei auf Grundlage dessen, dass das Rotordrehzahlsignal unter einer vorbestimmten Rotordrehzahlschwelle liegt, das Betätigungsventil aktiviert wird, um die Hauptantriebskupplung in einem vorbestimmten Ausmaß zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung zu drehen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein einen Kreiselmischer, und insbesondere einen Kreiselmischer, der die Einstellung des Rotorantriebsgetriebes erlaubt, um unvollständige Schaltvorgänge des Getriebes während des Betriebs des Kreiselmischers zu beheben.
Hintergrund
Kreiselmischer sind Maschinen mit Eigenantrieb, die zur Reparatur, Stabilisierung oder für landwirtschaftliche Zwecke über eine Oberfläche fahren können. Der Kreiselmischer beinhaltet in der Regel einen Rotor mit einer Vielzahl von Fräseinsätzen, die sich von diesem weg erstrecken, um mit der bearbeiteten Oberfläche in Eingriff zu gelangen. Der Rotor wird von einem Motor oder Antriebsaggregat des Kreiselmischers angetrieben und ist damit über einen Riemenantrieb und ein Getriebe gekoppelt. Der Kreiselmischer umfasst ferner eine Mischkammer, in welcher das durch den Rotor gelockerte Material weiter vermahlen und angereichert wird, sowie eine Bedienerkabine, von welcher aus eine Bedienperson den Kreiselmischer lenken und den Betrieb des Rotors steuern kann.
In der ersten Verwendung zur Straßenreparatur als Beispiel nimmt das Straßenrecycling vor Ort weiter zu, da weltweit der Vorrat an Aggregatmaterial hoher Qualität immer begrenzter und immer teurer zu transportieren wird. Das Recycling bietet ein kosteneffektives Mittel, um das Material, das bereits an der Straße vor Ort vorhanden ist, ohne die Zeit und die Kosten für die Entfernung und den Austausch des alten Materials zu recyceln. Mit einem Kreiselmischer werden bestehende Beläge zusammen mit einem Teil der bestehenden Untergrundmaterialien vermahlen, um einen neuen homogenen Untergrund zu bilden, der dann erneut abgelegt wird. Das Recyceln erlaubt dem Vertragsunternehmen nicht nur, die vorhandenen Materialien wiederzuverwenden, sondern bietet auch die Möglichkeit, Wasser oder Emulsionen einzubringen, sowie andere frische Aggregate, um die Materialkonstruktion zu verbessern. Das Ergebnis ist eine neue, stärkere und gleichmäßige Basis. Verglichen mit den Kosten anderer Rehabilitationsverfahren, wie etwa dem Überbau oder dem Neubau, ist das Recycling eine wirtschaftliche Option über die Lebensdauer der rehabilitierten Straße gesehen.
In Bezug auf das zweite Beispiel der Verwendung des Kreiselmischers ist die Stabilisierung von einem Bodenuntergrund der Prozess zur mechanischen oder chemischen Verbesserung der Belastbarkeitseigenschaften des Bodenuntergrunds. Zusätze wie Flugasche, Portlandzement und Kalk können in den kohäsiven und halbkohäsiven natürlichen Unterboden einbezogen werden, um die Druckfestigkeit zu erhöhen oder die Plastizität des Unterbaus zu verringern. Wenn sie mit den korrekten Zusätzen durchgeführt wird, kann die Stabilisierung die Integrität des Unterbaus erhöhen und ein Material bereitstellen, das eine größere Tragfähigkeit und einen besseren Feuchtigkeitswiderstand aufweist. Die Stabilisierung von Bodenuntergrund ist insbesondere nützlich im Tagebau, wo die Oberfläche des abgebauten Bodens ständig zur Stabilisierung und Wiederverwendung wiederhergestellt werden muss. Die Bodenstabilisierung kommt auch ins Spiel beim Bau von Transportstraßen oder Notzufahrtsstraßen, wo rasch ein Pfad oder eine Straße unter Verwendung bestehender Materialien benötigt wird.
Schließlich können in Bezug auf die Landwirtschaft Kreiselmischer anstelle herkömmlicher Erdumarbeitsvorrichtungen wie Pflüge oder Scheiben verwendet werden. Während der Rotor und die Mischkammer von Kreiselmischern das Material darin vollständig vermahlen, können Halme und nährstoffreiche Biomasse der vorher wachsenden Nutzpflanzen zerkleinert und wieder in die Erde eingebracht werden. In ähnlicher Weise können bei der biologischen Sanierung Kreiselmischer verwendet werden, um Chemikalien, Dünger und Mikroorganismen mit kontaminierter Erde zu mischen, um diese zu reinigen.
Während dies effektiv ist, nutzen Kreiselmischer nach dem Stand der Technik einen nicht synchronisierten Schaltmechanismus in dem Rotorantriebsgetriebe. Wenn solche Schaltkomponenten nicht vollständig in Eingriff stehen und die Verwendung des Rotors gestartet wird, ohne dass die Schaltkomponenten vollständig in Eingriff stehen, können Schäden an dem Kreiselmischer auftreten. Die vorliegende Offenbarung zielt darauf ab, den vorstehend dargelegten Stand der Technik zu verbessern.
Zusammenfassung der Offenbarung
Gemäß einem Aspekt der Offenbarung wird eine Rotoranordnung für einen Kreiselmischer offenbart. Die Rotoranordnung beinhaltet einen Hauptantrieb, der dazu ausgestaltet ist, die Rotoranordnung drehbar anzutreiben, eine Hauptantriebskupplung, die in einem Antriebsstranggehäuse des Hauptantriebs eingeschlossen ist, ein Betätigungsventil, das wirkmäßig mit der Hauptantriebskupplung gekoppelt ist, wobei das Betätigungsventil dazu ausgestaltet, ist, die Hauptantriebskupplung zwischen zumindest einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung zu betätigen, eine Rotortrommel, ein Rotorantriebsgetriebe mit einem Eingang und einem Ausgang, wobei der Getriebeausgang wirkmäßig mit der Rotortrommel gekoppelt ist, einen Hauptantriebsriemen, der drehbar mit der Hauptantriebskupplung und dem Rotorgetriebeeingang gekoppelt ist, so dass eine Drehung der Hauptantriebskupplung dem Rotorantriebsgetriebe Drehung verleiht, und einen Drehzahlsensor, der wirkmäßig mit der Rotortrommel gekoppelt ist, wobei der Drehzahlsensor eine Drehzahl des Getriebes misst und ein Rotordrehzahlsignal erzeugt, wobei auf Grundlage dessen, dass das Rotordrehzahlsignal unter einer vorbestimmten Rotordrehzahlschwelle liegt, das Betätigungsventil aktiviert wird, um die Hauptantriebskupplung in einem vorbestimmten Ausmaß zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung zu drehen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung wird ein Steuersystem zur Steuerung der Schaltung einer Motoranordnung offenbart. Das Steuersystem beinhaltet einen Hauptantrieb, der dazu ausgestaltet ist, die Rotoranordnung drehbar anzutreiben, eine Hauptantriebskupplung, die in einem Antriebsstranggehäuse des Hauptantriebs eingeschlossen ist, ein Betätigungsventil, das wirkmäßig mit der Hauptantriebskupplung gekoppelt ist, wobei das Betätigungsventil dazu ausgestaltet, ist, die Hauptantriebskupplung zwischen zumindest einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung zu betätigen, eine Rotortrommel, ein Rotorantriebsgetriebe mit einem Eingang und einem Ausgang, wobei der Getriebeausgang wirkmäßig mit der Rotortrommel gekoppelt ist, einen Hauptantriebsriemen, der drehbar mit der Hauptantriebskupplung und dem Rotorgetriebeeingang gekoppelt ist, so dass eine Drehung der Hauptantriebskupplung dem Rotorantriebsgetriebe Drehung verleiht, und einen Drehzahlsensor, der wirkmäßig mit der Rotortrommel gekoppelt ist, wobei der Drehzahlsensor eine Drehzahl des Getriebes misst und ein Rotordrehzahlsignal erzeugt, wobei auf Grundlage dessen, dass das Rotordrehzahlsignal unter einer vorbestimmten Rotordrehzahlschwelle liegt, das Betätigungsventil aktiviert wird, um die Hauptantriebskupplung in einem vorbestimmten Ausmaß zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung zu drehen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung wird ein Kreiselmischer bereitgestellt. Der Kreiselmischer beinhaltet einen Kreiselmischerrahmen, eine Leistungserzeugungsquelle, die an dem Kreiselmischerrahmen montiert ist und von diesem getragen wird, eine Rotoranordnung, die wirkmäßig an dem Kreiselmischerrahmen montiert ist, und ein Steuersystem zur Steuerung des Schaltens einer Rotoranordnung, wobei das Steuersystem einen Hauptantrieb beinhaltet, der dazu ausgestaltet ist, die Rotoranordnung drehbar anzutreiben, eine Hauptantriebskupplung, die wirkmäßig mit einem Antriebsstranggehäuse des Hauptantriebs gekoppelt ist, ein Betätigungsventil, das wirkmäßig mit der Hauptantriebskupplung gekoppelt ist, wobei das Betätigungsventil dazu ausgestaltet, ist, die Hauptantriebskupplung zwischen zumindest einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung zu betätigen, ein Rotorantriebsgetriebe mit einem Eingang und einem Ausgang, wobei der Getriebeausgang wirkmäßig mit einem Rotor der Rotoranordnung gekoppelt ist, einen Hauptantriebsriemen, der drehbar mit der Hauptantriebskupplung und dem Rotorgetriebeeingang gekoppelt ist, so dass eine Drehung der Hauptantriebskupplung dem Rotorantriebsgetriebe Drehung verleiht, einen Drehzahlsensor, der wirkmäßig mit dem Rotor gekoppelt ist, wobei der Drehzahlsensor eine Drehzahl des Getriebes misst und ein Rotordrehzahlsignal erzeugt, und ein Steuergerät, das zur Kommunikation mit der Hauptantriebskupplung, dem Rotorantriebsgetriebe und dem Drehzahlsensor gekoppelt ist, wobei das Steuergerät programmiert ist, um das Rotordrehzahlsignal zu empfangen und zu analysieren, und wenn das Steuergerät bestimmt, dass das Rotordrehzahlsignal unter einer vorbestimmten Rotordrehzahlschwelle liegt, das Steuergerät ferner programmiert ist, ein Steuersignal an das Betätigungsventil zu senden, um die Hauptantriebskupplung in einem vorbestimmten Ausmaß zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung zu drehen.
Diese und weitere Aspekt und Merkmale der vorliegenden Offenbarung werden durch das Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen deutlicher werden.
Figurenliste

1 ist eine Seitenansicht eines Kreiselmischers gemäß der vorliegenden Offenbarung ist.
2 ist eine perspektivische Ansicht einer Rotoranordnung eines Kreiselmischers gemäß der vorliegenden Offenbarung.
3 ist eine teilweise Seitenansicht der Rotoranordnung von 2 und bildet das Antriebslayout der vorliegenden Offenbarung ab.
4 ist eine Blockdiagramm, das schematisch den Kreiselmischer abbildet.
5 ist ein Flussdiagramm, das eine beispielhafte Abfolge von Schritten ist, die von dem Kreiselmischer der vorliegenden Offenbarung praktiziert werden können.

Detaillierte Beschreibung
Eine beispielhafte Ausführungsform einer Arbeitsmaschine 20 ist in 1 allgemein dargestellt. Ein nicht einschränkendes Beispiel der Arbeitsmaschine 20 kann ein Kreiselmischer sein; es sollte jedoch klar sein, dass die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung in ähnlicher Weise auf andere Typen von Maschinen und Ausrüstung, etwa, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, Asphaltfräsmaschinen, Asphaltiermaschinen, Kaltfräsen, und dergleichen angewendet werden kann. Darüber hinaus bezieht sich wie hierin verwendet ein Kreiselmischer auf eine Arbeitsmaschine, die verwendet wird, um einen Abschnitt einer Bodenoberfläche 22 abzuschleifen oder auf andere Weise abzufräsen, etwa einen Belag oder Erde.
Die Arbeitsmaschine 20 beinhaltet einen Rahmen 24 mit einer Bedienerkabine 26. Die Bedienerkabine 26 stellt ein Gehäuse bereit, um einen oder mehrere Bedienpersonen der Arbeitsmaschine 20 unterzubringen. Somit kann die Bedienerkabine 26 eine Vielzahl von Steuerelementen beinhalten, die, ohne jedoch darauf begrenzt zu sein, einen Joystick, einen Hebel, einen Schalter, eine Taste, einen Monitor, einen Berührungsbildschirm und dergleichen beinhalten, die eingesetzt werden können, um die Arbeitsmaschine zu steuern und zu betätigen. Zusätzlich kann ein Maschinensteuergerät 28 innerhalb der Bedienerkabine 26 montiert sein. Das Maschinensteuergerät 28 kann ausgestaltet oder auf andere Weise programmiert sein, um ein oder mehrere Systeme der Arbeitsmaschine 20 zu steuern und zu betätigen. In einigen Ausführungsformen kann das Maschinensteuergerät 28 ein einzelnes Steuergerät sein, das dazu ausgestaltet ist, eine Vielzahl von Systemen und Komponenten der Arbeitsmaschine 20 zu betätigen. Alternativ kann die Arbeitsmaschine 20 eine Vielzahl von Maschinensteuergeräten 28 beinhalten, die dazu programmiert und ausgestaltet sind, spezifische Maschinensysteme zu steuern und zu betätigen.
Die Arbeitsmaschine 20 umfasst ferner eine Leistungserzeugungsquelle 30, die von dem Rahmen 24 getragen wird, wie etwa einen Verbrennungsmotor, einen Elektromotor, einen Hybridmotor, oder andere solche Leistungserzeugungsquelle. Die Leistungserzeugungsquelle 30 liefert die notwendige Leistung, die notwendig ist, um die Arbeitsmaschine 20 zu betreiben. Ein Satz von Bodeneingriffselementen 32, wie etwa Räder, ist an dem Rahmen 24 montiert und wirksam mit dem Leistungserzeugungsquelle 30 gekoppelt, so dass die Bedienperson die Arbeitsmaschine 20 unter Verwendung der in der Bedienerkabine 26 befindlichen Steuerelemente vortreiben und manövrieren kann. Alternativ können die Arbeitsmaschine 20 und insbesondere das Maschinensteuergerät 28 dazu ausgestaltet sein, den Betrieb der Arbeitsmaschine aus der Ferne zu erlauben, so dass die Bedienperson die Arbeitsmaschine 20 von einer anderen Position als aus dem Inneren der Bedienerkabine 26 heraus steuern kann (z. B. einer Fernsteuerzentrale, Arbeitsstellenposition oder anderen solchen Position aus). Dementsprechend kann die Bedienperson sich entfernt irgendwo an der Arbeitsstelle oder anderen solchen Position befinden, und die Bedienperson kann in der Lage sein, auf das Maschinensteuergerät 28 über ein Computernetzwerk zuzugreifen, um die Arbeitsmaschine 20 anzuweisen und zu betätigen.
In einer Ausführungsform umfasst die Arbeitsmaschine 20 ferner eine Mischkammer 34, die zwischen einem vorderen Satz von Bodeneingriffselementen 32 und einem hinteren Satz von Bodeneingriffselementen 32 angeordnet ist; es sollte jedoch klar sein, dass die Mischkammer 34 an einer alternativen Position der Arbeitsmaschine 20 positioniert sein kann. Die Mischkammer 34 beinhaltet eine erste Seitenplatte 36 und eine zweite Seitenplatte (nicht dargestellt) gegenüber der ersten Seitenplatte 36. Darüber hinaus können die erste Seitenplatte 36 und die zweite Seitenplatte der Mischkammer 34 ein Gehäuse oder eine andere derartige Einhausung für einen Rotor 38 definieren. Darüber hinaus kann der Rotor 38 wirkmäßig mit der Mischkammer 34 gekoppelt sein, und der Rotor 38 kann dazu ausgestaltet sein, sich innerhalb des durch die Mischkammer 34 definierten Gehäuses zu drehen. Dementsprechend ist ein Rotorantriebsstrang 40 mit dem Rahmen 24 der Arbeitsmaschine 20 und der ersten Seitenplatte 36 der Mischkammer 34 gekoppelt. Ferner kann der Rotorantriebsstrang 40 wirkmäßig mit der Leistungserzeugungsquelle 30 über eine Antriebsstange (nicht dargestellt) oder andere Leistungsausgabevorrichtung gekoppelt sein. Der Rotorantriebsstrang 40 kann durch die Antriebsstange drehbar angetrieben werden, und der Rotorantriebsstrang 40 dreht in der Folge drehbar den Rotor 38 innerhalb der Mischkammer 34.
Zusätzlich beinhaltet die Mischkammer 34 eine Vielzahl von Hydraulikzylindern 42, die mit dem Rahmen 24 und der Mischkammer 34 gekoppelt sind. Die Hydraulikzylinder 42 können durch die Bedienperson aktiviert werden, um die Mischkammer 34 relativ zu der mit Belag versehenen Oberfläche 22 oder anderen Oberfläche, auf welcher die Arbeitsmaschine 20 arbeitet, anzuheben und abzusenken. In einem nicht einschränkenden Beispiel werden die Hydraulikzylinder 42 gesteuert, um eine grobe Höheneinstellung des Kreiselmischers 34 und des Rotors 38 relativ zu der mit Belag versehenen Oberfläche 22 vorzunehmen. Darüber hinaus kann der Rotor 38 verschiebbar mit der Mischkammer 36 gekoppelt sein, so dass eine Feineinstellung des Rotors 38 verwendet werden kann, um den Rotor 38 innerhalb der Mischkammer 34 anzuheben und/oder abzusenken. Dementsprechend können in einem nicht einschränkenden Beispiel die Hydraulikzylinder 42 betrieben werden, um einen Bodenabschnitt 44 der Mischkammer 34 benachbart relativ zu der mit Belag versehenen Oberfläche 22 zu positionieren, so dass der Bodenabschnitt in einem Abstand über der mit Belag versehenen Oberfläche 22 angeordnet ist. Der Rotor 38 kann ferner eingestellt werden, um den Rotor 38 von dem Bodenabschnitt 44 der Mischkammer 34 nach unten auszufahren. So kann der Rotor 38 auswählbar gesteuert werden, um den Rotor 38 um einen gewünschten Abstand von dem Bodenabschnitt 44 der Mischkammer 34 auszufahren und/oder zurückzuziehen, um den Rotor in Kontakt mit der mit Belag versehenen Oberfläche 22 zu bringen und eine gewünschte Menge an Oberflächenmaterial zu entfernen und/oder zu mischen.
Nun bezugnehmend auf 2 wird dort eine perspektivische Ansicht und in 3 eine Seitenansicht einer Rotoranordnung 46 gezeigt. Die Rotoranordnung 46 beinhaltet den Rotor 38, ein Getriebe 50 und eine Lageranordnung 52. Darüber hinaus kann der Rotor 38 eine Hohlkonstruktion sein, die einen inneren Hohlraum 53 definiert, um zumindest zum Teil das Getriebe 50 und die Lageranordnung 52 einzuhausen. Dementsprechend kann das Getriebe 50 an einem Getriebemontagering 54 montiert sein, und die Lageranordnung 52 kann an einem Lageranordnungsmontagering 56 montiert sein, die jeweils fest entlang einer inneren Oberfläche des Rotors 38 angebracht sind. Somit können das Getriebe 50 und die Lageranordnung 52 zumindest zum Teil innerhalb des Innenhohlraums 53 des Rotors 38 eingehaust oder auf andere Weise darin enthalten sein. Zur Beschreibung und Veranschaulichung können einige Abschnitte der Mischkammer 34 (1) zum Teil oder vollständig entfernt sein. Zum Beispiel sind in 3 die erste und zweite Seitenplatte 36, 37 entfernt, um Komponenten (z. B. Rotor 38), die innerhalb der Mischkammer 34 untergebracht sind, besser zu veranschaulichen. Darüber hinaus beinhalten 2 und 3 nicht die Vielzahl von Fräseinsätzen oder Werkzeugen 48, die um die äußere Oberfläche des Rotors 38 herum angeordnet sind, wie in 1 illustriert. Die Vielzahl von Fräswerkzeugen 48 hilft, das Oberflächenmaterial der mit Belag versehenen Oberfläche 22 während des Betriebs der Rotoranordnung 46 zu entfernen und/oder zu mischen.
In einigen Ausführungsformen kann das Getriebe 50 einen Getriebeeingang 58 und einen Getriebeausgang 60 beinhalten; es sind jedoch auch andere Konfigurationen des Getriebes 50 möglich. Der Getriebeeingang 58 kann fest an einer Rotoreingangswelle 62 angebracht sein, die sich von dem Getriebeeingang 58 axial weg und in ein Rotorantriebsstranggehäuse 64 hinein erstreckt. Darüber hinaus kann der Rotorantriebsstrang 40 ein Rotorantriebsrad 66 beinhalten, das innerhalb des Rotorantriebsstranggehäuses 64 untergebracht ist, und die Rotoreingangswelle 62 kann drehbar mit dem Rotorantriebsrad 66 gekoppelt sein. Der Rotorantriebsstrang 40 kann ferner eine Hauptkupplung 68 beinhalten, die durch eine Eingangsantriebswelle (nicht dargestellt) wirkmäßig mit der Leistungserzeugungsquelle 30 gekoppelt ist. Die Hauptkupplung 68 und das Rotorantriebsrad 66 sind wirkmäßig durch einen Antriebsriemen 70 gekoppelt, um durch die Leistungserzeugungsquelle 30 erzeugte Leistung über die Hauptkupplung 68 an das Rotorantriebsrad 66 zu übertragen. Der Rotor 38 wird somit drehbar von dem Rotorantriebsstrang 40 angetrieben, der selbst dazu ausgestaltet ist, Leistung von der Leistungserzeugungsquelle 30 zu empfangen (1).
Darüber hinaus kann der Getriebeausgang 60 des Getriebes 50 fest an dem Getriebemontagering 54 angebracht sein, und der Getriebeeingang 58 kann drehbar mit dem Getriebeausgang 60 gekoppelt sein, und dann durch eine Planetenradanordnung, die innerhalb des Getriebeausgangs 60 enthalten ist. Somit kann in einigen Ausführungsformen der Rotoranordnung 46 das Getriebe 50 dazu ausgestaltet sein, Leistung von der Leistungserzeugungsquelle 30 durch den Rotorantriebsstrang 40 zu übertragen, um den Rotor 38 drehbar mit einer vorbestimmten Drehzahl anzutreiben. In einem nicht einschränkenden Beispiel kann das Getriebe 50 dazu geeignet sein, mit einer von einer ersten vorbestimmten Drehzahl und einer zweiten vorbestimmten Drehzahl betrieben zu werden. Die erste vorbestimmte Drehzahl und die zweite vorbestimmte Drehzahl können durch unterschiedliche Zahnradübersetzungen erzielt werden, die durch das Getriebe erhalten werden können. Zusätzlich kann in einigen Ausführungsformen die erste vorbestimmte Drehzahl einem Startzustand der Rotoranordnung und einer langsamen Drehzahl des Rotors 38 zugeordnet sein. Darüber hinaus kann die zweite vorbestimmte Drehzahl einer Betriebsdrehzahl des Rotors 38 zugeordnet sein, die verwendet wird, um die Materialoberfläche der mit Belag versehenen Oberfläche 22 zu entfernen und/oder zu mischen (1).
Um das Problem, die Rotordrehung zu starten, ohne dass das Getriebe 50, die Kupplung 68 und andere Schaltkomponenten vollständig in Eingriff stehen, und dadurch Schäden an dem Kreiselmischer 20 verursachen, zu überwinden, kann das folgende System eingesetzt werden. Nun bezugnehmend auf 4 ist der Kreiselmischer in einem Diagramm in einer Blackbox gezeigt. Wie dort abgebildet ist die Leistungserzeugungsquelle 30 (Motor) des Mischers 20 wirkmäßig mit der Kupplung 68 verbunden. Die Kupplung 68 ist ferner durch den Antriebsriemen 70 mit dem Getriebeeingang 58 verbunden dargestellt. Der Getriebeeingang 58 ist seinerseits wirkmäßig mit dem Getriebeausgang 60 gekoppelt, der wiederum mit dem Rotor 38 verbunden ist. Wenn der Rotor 38 verwendet wird, ohne dass alle diesen Komponenten vollständig in Eingriff stehen, kann ein Schaden an dem Kreiselmischer 30 auftreten.
Als Ergebnis umfasst die vorliegende Offenbarung ferner ein Betätigungsventil 72, einen Drehzahlsensor 74 und einen Prozessor 76, wie auch in 4 dargestellt. Die Betätigungsventil 72 ist wirksam mit der Kupplung 68 gekoppelt und dazu geeignet, die Kupplung 68 zwischen ersten und zweiten Positionen durch Impulse zu verschieben oder auf andere Weise zu betätigen. In einer Ausführungsform ist das Betätigungsventil 72 ein Magnetventil, das dazu geeignet ist, Signale zu empfangen und für vorbestimmte Zeitperioden Impulse zu erzeugen. Der Drehzahlsensor 74 ist wirkmäßig dem Rotor 38 zugeordnet und dazu geeignet, die Drehzahl des Getriebes 50 zu messen, um ein Signal zu erzeugen, das auf die Rotordrehzahl hinweist. Der Prozessor 76 ist ein elektronisches Steuergerät, das wirkmäßig sowohl dem Drehzahlsensor 74 als auch dem Betätigungsventil 72 zugeordnet ist. Der Prozessor 76 kann ein separates Steuergerät sein und mit dem Maschinensteuergerät 28 zusammenarbeiten, oder kann ein Modul oder anderer Teil des Maschinensteuergeräts 28 sein. In jedem Fall ist der Prozessor 76 dazu geeignet, das Signal, das auf die Rotordrehzahl hinweist, von dem Drehzahlsensor 74 zu empfangen, und dasselbe mit einem Schwellenwert zu vergleichen, der auf einen sicheren Betrieb hinweist. Wenn der Prozessor 76 bestimmt, dass die Rotordrehzahl unterhalb der Schwelle liegt, sendet der Prozessor 76 ein Signal an den Elektromagnet 72, welcher seinerseits die Kupplung 68 etwas einrückt und die Drehung veranlasst. Insbesondere wird das Betätigungsventil 72 über Impulse ein und aus gesteuert, was eine Rüttelbewegung in die Kupplung 68 und weiter in das Getriebe 50 einleitet. Diese Impulsgebung setzt sich fort, bis die Drehung an dem Getriebe 50 gemessen werden kann. Diese geringe Menge an Getriebeeingang, die durch das Pulsieren verursacht wird, erlaubt den Schaltkomponenten, sich auszurichten und vollständig einzurücken. Sobald sie vollständig eingerückt sind, kann der Rotor 38 sicher ohne Beschädigung betrieben werden. In alternativen Ausführungsformen kann das Betätigungsventil 72 ein hydraulisches Ventil oder anderer Ventiltyp sein.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Während des Betriebs kann die vorliegende Offenbarung Anwendung in vielen Industrien finden, etwa bei der Autobahnreparatur oder im Straßenbau und für landwirtschaftliche Verbesserungen. Als ein spezifisches Beispiel können die Lehren der vorliegenden Offenbarung in der Konstruktion und Herstellung von Kreiselmischern verwendet werden, und im Besonderen auf den Start von Kreiselmischern auf sichere und zuverlässige Weise, ohne Schäden daran zu verursachen.
Nun bezugnehmend auf 5 ist ein Verfahren 100 zum Betrieb des Kreiselmischers in Form eines Flussdiagramms veranschaulicht. Wie dort dargestellt misst in einem ersten Schritt 101 der Drehzahlsensor 74 die Drehzahl des Rotors 38. Dies kann unter Verwendung einer beliebigen Anzahl von bekannten Dreh- oder Drehzahlsensoren erfolgen, die auf dem Markt verfügbar sind, zum Beispiel etwa, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, Tachometer, Kodierer, Magnetsensoren, Halleffektsensoren und dergleichen.
In einem zweiten Schritt 102 wird die gemessene Rotordrehzahl verwendet, um ein Signal zu erzeugen, das auf diese Drehzahl hinweist. Das Signal, das auf die Rotordrehzahl hinweist, wird dann in einem Schritt 104 an den Prozessor 76 übertragen.
Nach dem Empfang durch den Prozessor 76 vergleicht in einem Schritt 106 der Prozessor 76 die gemessene Rotordrehzahl mit einer vorbestimmten Schwellengeschwindigkeit, bei welcher der Kreiselmischer 20 bekanntermaßen sicher betrieben werden kann. Wenn das Resultat dieses Vergleichsschritt 106 ergibt, dass die gemessene Drehzahl unter der sicheren Schwellengeschwindigkeit liegt, pulst der Prozessor 76 das Magnetventil 72 in einem Schritt 108, um die Kupplung 68 zu veranlassen, sich geringfügig zu bewegen. Nach diesem Pulsen kehrt das Verfahren 100 zu dem Schritt 101 zurück, um erneut die Rotordrehzahl zu bestimmen, und zu bestimmen ob die Rotordrehzahl oberhalb der Schwellendrehzahl liegt. Dieser Pulsierprozess kann so lang wie nötig fortgesetzt werden, um zu veranlassen, dass die Schaltkomponenten vollständig in Eingriff gelangen und der Rotor 38 über die sichere Schwellengeschwindigkeit geht, bevor der Rotor 38 betrieben wird.
In einem Schritt 110, wenn das Resultat des Vergleichsschritts 106 ergibt, dass die Rotordrehzahl in der Tat die Schwellengeschwindigkeit überschreitet, wird das Pulsieren gestoppt und der Rotormischer kann vollständig in Eingriff gelangen und wie in einem Schritt 112 betrieben werden.
Die Impulse können für eine beliebige Zeitdauer erzeugt werden, die als effektiv für den Start des Rotors 38 bestimmt wurde. Zum Beispiel wird in einer Ausführungsform die Kupplung 68 in Inkrementen von 0,6 Sekunden gepulst, und für eine vorbestimmte Zeitperiode etwa 0,2 oder 0,3 Sekunden pausiert oder verzögert und dann erneut gepulst. Dieser Prozess kann so lang wie nötig ausgeführt werden, obwohl bestimmt wurde, dass eine maximale Anzahl von Pulsen in dem Prozessor 76 eingestellt werden sollte, um die Situation zu vermeiden, in der der Drehzahlsensor 74 fehlfunktioniert und ungenaue Rotordrehzahlmessungen verursacht. In einer Ausführungsform wird die maximale Anzahl von Impulsen in dem Prozessor 76 als dreißig (30) Impulse festgelegt, doch können natürlich auch andere Grenzen eingesetzt werden.
Während Aspekte der vorliegenden Offenbarung insbesondere unter Bezugnahme auf die obigen Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurden, wird dem Fachmann klar sein, dass verschiedene zusätzliche Ausführungsformen durch Abwandlung der offenbarten Maschinen, Systeme und Anordnungen in Betracht gezogen werden, ohne vom Umfang des Offenbarten abzuweichen. Solche Ausführungsformen sollen ebenfalls in den Umfang der vorliegenden Offenbarung fallen, auf der Grundlage der Ansprüche und jeglicher Äquivalente davon.

Claims

Rotoranordnung für einen Kreiselmischer, wobei die Rotoranordnung umfasst: einen Hauptantrieb, der dazu ausgestaltet ist, die Rotoranordnung drehbar anzutreiben; eine Hauptantriebskupplung, die in einem Antriebsstranggehäuse des Hauptantriebs eingeschlossen ist; ein Betätigungsventil, das wirkmäßig mit der Hauptantriebskupplung gekoppelt ist, wobei das Betätigungsventil dazu ausgestaltet, ist, die Hauptantriebskupplung zwischen zumindest einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung zu betätigen, eine Rotortrommel; ein Rotorantriebsgetriebe mit einem Eingang und einem Ausgang, wobei der Getriebeausgang wirkmäßig mit einem Rotor der Rotoranordnung gekoppelt ist; einen Hauptantriebsriemen, der drehbar mit der Hauptantriebskupplung und dem Rotorgetriebeeingang gekoppelt ist, so dass eine Drehung der Hauptantriebskupplung dem Rotorantriebsgetriebe Drehung verleiht, und einen Drehzahlsensor, der wirkmäßig mit der Rotortrommel gekoppelt ist, wobei der Drehzahlsensor eine Drehzahl des Getriebes misst und ein Rotordrehzahlsignal erzeugt, wobei auf Grundlage dessen, dass das Rotordrehzahlsignal unter einer vorbestimmten Rotordrehzahlschwelle liegt, das Betätigungsventil aktiviert wird, um die Hauptantriebskupplung in einem vorbestimmten Ausmaß zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung zu drehen.
Rotoranordnung nach Anspruch 1, wobei die Hauptantriebskupplung das vorbestimmte Ausmaß an Drehung an das Rotorgetriebe überträgt und wobei das vorbestimmte Ausmaß an Drehung einen Satz von Komponenten der Rotoranordnung ausrichtet und vollständig in Eingriff bringt.
Rotoranordnung nach Anspruch 1, wobei das Betätigungsventil ein Magnetventil ist und das Steuersignal, das an das Betätigungsventil gesendet wird, zumindest einen Impuls des Stellventils zwischen einer Ein-Stellung und einer Aus-Stellung verursacht.
Rotoranordnung nach Anspruch 3, wobei ein Impulszyklus das Magnetventil für eine vorbestimmte Anzahl von Malen zwischen der Ein-Stellung und der Aus-Stellung betätigt.
Rotoranordnung nach Anspruch 4, wobei der Impulszyklus stoppt, wenn die Rotordrehzahl über der vorbestimmten Schwellengeschwindigkeit liegt.
Rotoranordnung nach Anspruch 5, wobei der Impulszyklus einen ersten Impulszyklus beinhaltet, um das Magnetventil für eine anfängliche Ein-Stellungs-Zykluszeit in die Ein-Stellung und für eine anfängliche Aus-Stellungs-Zykluszeit in die Aus-Stellung zu betätigen, und wobei der Impulszyklus ferner darauf folgende Impulszyklen ausführt, um das Magnetventil für eine darauf folgende Ein-Stellungs-Zykluszeit in die Ein-Stellung und für eine darauf folgende Aus-Stellungs-Zykluszeit in die zweite Stellung zu betätigen.
Rotoranordnung nach Anspruch 1, wobei das Betätigungsventil ein Proportional-Magnetventil ist und das Steuersignal das Einstellen des Magnetventils zwischen einem ersten Betätigungsdruck und einem zweiten Betätigungsdruck beinhaltet.
Steuersystem zur Steuerung der Schaltung einer Rotoranordnung, wobei das Steuersystem umfasst: einen Hauptantrieb, der dazu ausgestaltet ist, die Rotoranordnung drehbar anzutreiben; eine Hauptantriebskupplung, die wirkmäßig mit einem Antriebsstranggehäuse des Hauptantriebs gekoppelt ist; ein Betätigungsventil, das wirkmäßig mit der Hauptantriebskupplung gekoppelt ist, wobei das Betätigungsventil dazu ausgestaltet, ist, die Hauptantriebskupplung zwischen zumindest einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung zu betätigen, ein Rotorantriebsgetriebe mit einem Eingang und einem Ausgang, wobei der Getriebeausgang wirkmäßig mit einem Rotor der Rotoranordnung gekoppelt ist; einen Hauptantriebsriemen, der drehbar mit der Hauptantriebskupplung und dem Rotorgetriebeeingang gekoppelt ist, so dass eine Drehung der Hauptantriebskupplung dem Rotorantriebsgetriebe Drehung verleiht, einen Drehzahlsensor, der wirkmäßig mit dem Rotor gekoppelt ist, wobei der Drehzahlsensor eine Drehzahl des Getriebes misst und ein Rotordrehzahlsignal erzeugt, ein Steuergerät, das zur Kommunikation mit dem Hauptantriebskupplung, dem Rotorantriebsgetriebe und dem Drehzahlsensor gekoppelt ist, wobei das Steuergerät programmiert ist, um das Rotordrehzahlsignal zu empfangen und zu analysieren, wenn das Steuergerät bestimmt, dass das Rotordrehzahlsignal unter einer vorbestimmten Rotordrehzahlschwelle liegt, das Steuergerät ferner programmiert ist, ein Steuersignal an das Betätigungsventil zu senden, um die Hauptantriebskupplung in einem vorbestimmten Ausmaß zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung zu drehen.
Steuersystem nach Anspruch 8, wobei die Hauptantriebskupplung das vorbestimmte Ausmaß an Drehung an das Rotorgetriebe überträgt und wobei das vorbestimmte Ausmaß an Drehung einen Satz von Komponenten der Rotoranordnung ausrichtet und vollständig in Eingriff bringt.
Steuersystem nach Anspruch 8, wobei das Betätigungsventil ein Magnetventil ist und das Steuersignal, das an das Betätigungsventil gesendet wird, zumindest einen Impuls des Stellventils zwischen einer Ein-Stellung und einer Aus-Stellung verursacht.
Steuersystem nach Anspruch 10, wobei das Steuergerät programmiert ist, eine Vielzahl von Steuersignale an das Magnetventil zu übertragen, und wobei das Steuersignal einen Impulszyklus des Elektromagnetventils für eine vorbestimmte Anzahl von Malen zwischen der Ein-Stellung und der Aus-Stellung betätigt.
Steuersystem nach Anspruch 11, wobei die vorbestimmte Anzahl von Impulszyklen so programmiert ist, dass sie 30 Impulszyklen oder weniger beträgt.
Steuersystem nach Anspruch 11, wobei das Steuergerät dazu programmiert ist, einen ersten Impulszyklus auszuführen, um das Magnetventil für eine anfängliche Ein-Stellungs-Zykluszeit in die Ein-Stellung und für eine anfängliche Aus-Stellungs-Zykluszeit in die Aus-Stellung zu betätigen, und wobei das Steuergerät ferner dazu programmiert ist, darauf folgende Impulszyklen auszuführen, um das Magnetventil für eine darauf folgende Ein-Stellungs-Zykluszeit in die Ein-Stellung und für eine darauf folgende Aus-Stellungs-Zykluszeit in die zweite Stellung zu betätigen.
Steuersystem nach Anspruch 8, wobei das Betätigungsventil ein Proportional-Magnetventil ist und das Steuersignal das Einstellen des Magnetventils zwischen einem ersten Betätigungsdruck und einem zweiten Betätigungsdruck beinhaltet.
Kreiselmischer, umfassend: einen Kreiselmischerrahmen; eine Leistungserzeugungsquelle, die an dem Kreiselmischerrahmen montiert ist und von diesem getragen wird; eine Rotoranordnung, die wirkmäßig an dem Kreiselmischerrahmen montiert ist; und ein Steuersystem zur Steuerung der Schaltung einer Rotoranordnung, wobei das Steuersystem umfasst: einen Hauptantrieb, der dazu ausgestaltet ist, die Rotoranordnung drehbar anzutreiben; eine Hauptantriebskupplung, die wirkmäßig mit einem Antriebsstranggehäuse des Hauptantriebs gekoppelt ist; ein Betätigungsventil, das wirkmäßig mit der Hauptantriebskupplung gekoppelt ist, wobei das Betätigungsventil dazu ausgestaltet, ist, die Hauptantriebskupplung zwischen zumindest einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung zu betätigen, ein Rotorantriebsgetriebe mit einem Eingang und einem Ausgang, wobei der Getriebeausgang wirkmäßig mit einem Rotor der Rotoranordnung gekoppelt ist, einen Hauptantriebsriemen, der drehbar mit der Hauptantriebskupplung und dem Rotorgetriebeeingang gekoppelt ist, so dass eine Drehung der Hauptantriebskupplung dem Rotorantriebsgetriebe Drehung verleiht, einen Drehzahlsensor, der wirkmäßig mit dem Rotor gekoppelt ist, wobei der Drehzahlsensor eine Drehzahl des Getriebes misst und ein Rotordrehzahlsignal erzeugt, und ein Steuergerät, das zur Kommunikation mit dem Hauptantriebskupplung, dem Rotorantriebsgetriebe und dem Drehzahlsensor gekoppelt ist, wobei das Steuergerät programmiert ist, um das Rotordrehzahlsignal zu empfangen und zu analysieren, und wenn das Steuergerät bestimmt, dass das Rotordrehzahlsignal unter einer vorbestimmten Rotordrehzahlschwelle liegt, das Steuergerät ferner programmiert ist, ein Steuersignal an das Betätigungsventil zu senden, um die Hauptantriebskupplung in einem vorbestimmten Ausmaß zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung zu drehen.
Kreiselmischer nach Anspruch 15, wobei die Hauptantriebskupplung das vorbestimmte Ausmaß an Drehung an das Rotorgetriebe überträgt und wobei das vorbestimmte Ausmaß an Drehung einen Satz von Komponenten der Rotoranordnung ausrichtet und vollständig in Eingriff bringt.
Kreiselmischer nach Anspruch 15, wobei das Betätigungsventil ein Magnetventil ist und das Steuersignal, das an das Betätigungsventil gesendet wird, zumindest einen Impuls des Stellventils zwischen einer Ein-Stellung und einer Aus-Stellung verursacht.
Rotoranordnung nach Anspruch 17, wobei ein Impulszyklus das Magnetventil für eine vorbestimmte Anzahl von Malen zwischen der Ein-Stellung und der Aus-Stellung pulst.
Rotoranordnung nach Anspruch 18, wobei die vorbestimmte Anzahl von Impulszyklen so programmiert ist, dass sie 30 Impulszyklen oder weniger beträgt.
Rotoranordnung nach Anspruch 19, wobei der Impulszyklus einen ersten Impulszyklus beinhaltet, um das Magnetventil für eine anfängliche Ein-Stellungs-Zykluszeit in die Ein-Stellung und für eine anfängliche Aus-Stellungs-Zykluszeit in die Aus-Stellung zu betätigen, und wobei der Impulszyklus ferner darauf folgende Impulszyklen ausführt, um das Magnetventil für eine darauf folgende Ein-Stellungs-Zykluszeit in die Ein-Stellung und für eine darauf folgende Aus-Stellungs-Zykluszeit in die zweite Stellung zu betätigen.