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Gebiet der Technik
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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Kaltfräse. Insbesondere betrifft die vorliegende Offenbarung einen Fräsrotor für eine Kaltfräse.
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Stand der Technik
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Maschinen wie z. B. Kaltfräsen verwenden üblicherweise einen Fräsrotor, um eine gewünschte Tiefe von Material von einem Arbeitsort betriebsmäßig zu fräsen.
US-Patent 7,066,555 (im Folgenden als „Patent '555“ bezeichnet) offenbart einen Fräsdom, der einen zylindrischen Schaft und eine Vielzahl von Schneideinsätzen aufweist, die abnehmbar an dem Schaft befestigt sind. Gemäß dem Patent '555 sind die Schneideinsätze am zylindrischen Schaft über ein Einsatzpositionssystem in einem vorbestimmten Muster angeordnet.
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Obwohl das vorbestimmte Muster der Anordnung der Schneideinsätze an dem Schaft des Fräsdorns offenbart wird, ist das vorbestimmte Muster des Patents '555 und das anderer herkömmlicher Fräsrotoren weniger optimal dahingehend, dass zumindest ein Teil des gefrästen Materials möglicherweise nicht aktiv in einen fließfähigen Zustand gebracht wird, um vom Arbeitsort zu einem anderen Ort, z. B. einen Muldenkipper, transportiert zu werden. Das heißt, nach dem Fräsen kann ein suboptimaler Fluss des gefrästen Materials aufgrund inhärenter Unzulänglichkeiten des Systemdesigns, das mit herkömmlich gestalteten Fräsrotoren assoziiert ist, auftreten. Dies kann dazu führen, dass zumindest ein Teil des gefrästen Materials auf den Arbeitsort gelangt und dadurch unerwünschte Fremdkörper am Arbeitsort verursacht.
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Somit besteht ein Bedarf an einem Fräsrotor, der die vorher erwähnten Nachteile durch Verbesserung der Fließfähigkeit des Materials für den Transport vom Arbeitsort zu einem anderen Ort überwindet, wodurch eine Effizienz beim Betrieb des Fräsrotors neben der Verbesserung der Sauberkeit des Arbeitsorts verbessert wird.
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Kurzdarstellung der Offenbarung
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In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet ein Fräsrotor eine Trommel mit einer zylindrischen Wand, die um eine Mittelachse der Trommel angeordnet ist. Der Fräsrotor beinhaltet auch eine Reihe von Fräseinsatzanordnungen, die in einem spiralförmigen Muster an einer Außenfläche der zylindrischen Wand angeordnet sind. Die Reihe von Fräseinsatzanordnungen ist so konfiguriert, dass sie von einer seitlichen Ebene beginnt, die quer zur Mittelachse der Trommel verläuft und sich teilweise entlang einer Länge der zylindrischen Wand befindet. Die Reihe von Fräseinsatzanordnungen ist auch so konfiguriert, dass sie in der Nähe eines Endes der zylindrischen Wand endet. Jede Fräseinsatzanordnung ist so positioniert, dass ein Winkel, der durch die Reihe von Fräseinsatzanordnungen mit einer seitlichen Ebene aufgespannt ist, sich mit zunehmender Entfernung vom Ende der zylindrischen Wand erhöht.
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In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet eine Kaltfräse einen Rahmen und einen Fräsrotor, der mit dem Rahmen gekoppelt ist. Der Fräsrotor beinhaltet eine Trommel mit einer zylindrischen Wand, die um eine Mittelachse der Trommel angeordnet ist. Der Fräsrotor beinhaltet auch eine Reihe von Fräseinsatzanordnungen, die in einem spiralförmigen Muster an einer Außenfläche der zylindrischen Wand angeordnet sind. Die Reihe von Fräseinsatzanordnungen ist so konfiguriert, dass sie von einer seitlichen Ebene beginnt, die quer zur Mittelachse der Trommel verläuft und sich teilweise entlang einer Länge der zylindrischen Wand befindet. Die Reihe von Fräseinsatzanordnungen ist auch so konfiguriert, dass sie in der Nähe eines Endes der zylindrischen Wand endet. Jede Fräseinsatzanordnung ist so positioniert, dass ein Winkel, der durch die Reihe von Fräseinsatzanordnungen mit einer seitlichen Ebene aufgespannt ist, sich mit zunehmender Entfernung vom Ende der zylindrischen Wand erhöht.
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In noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet ein Verfahren zur Erhöhung der Fließfähigkeit des gefrästen Materials von einem Fräsrotor zu einem Förderer einer Kaltfräse das Bereitstellen einer Trommel mit einer zylindrischen Wand, die um eine Mittelachse der Trommel angeordnet ist. Das Verfahren beinhaltet auch das Bereitstellen einer Reihe von Fräseinsatzanordnungen an der Trommel, das Anordnen der Reihe von Fräseinsatzanordnungen in einem spiralförmigen Muster an einer Außenfläche der zylindrischen Wand und das Konfigurieren der Reihe von Fräseinsatzanordnungen, sodass sie von einer seitlichen Ebene beginnt, die quer zur Mittelachse der Trommel verläuft und sich teilweise entlang einer Länge der zylindrischen Wand befindet. Ferner beinhaltet das Verfahren auch das Konfigurieren der Reihe von Fräseinsatzanordnungen, sodass sie in der Nähe eines Endes der zylindrischen Wand endet. Ferner beinhaltet das Verfahren auch das Positionieren jeder Fräseinsatzanordnung, sodass ein Winkel, der durch die Reihe von Fräseinsatzanordnungen mit einer seitlichen Ebene aufgespannt ist, sich mit zunehmender Entfernung vom Ende der zylindrischen Wand erhöht.
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Andere Merkmale und Aspekte dieser Offenbarung werden aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Seitenansicht einer Kaltfräse, die einen Rahmen und einen Fräsrotor, der mit dem Rahmen gekoppelt ist, darstellt, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
- 2 ist eine perspektivische Draufsicht des Fräsrotors mit einer Trommel, die eine Nahaufnahme einer Fräseinsatzanordnung von einer Reihe von Fräseinsatzanordnungen darstellt, die spiralförmig an der Trommel angeordnet ist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
- 3 ist eine Vorderansicht des Fräsrotors;
- 4 ist eine Rückansicht des Fräsrotors; und
- 5 ist ein Verfahren zum Erhöhen der Fließfähigkeit des gefrästen Materials von dem Fräsrotor zu einem Förderer einer Kaltfräse, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
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Detaillierte Beschreibung
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Soweit wie möglich werden die gleichen Bezugsnummern in den Zeichnungen zum Bezeichnen gleicher oder ähnlicher Teile verwendet.
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Bezugnehmend auf 1 ist eine Fräse 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Wie dargestellt, beinhaltet die Kaltfräse 100 einen Rahmen 102. Der Rahmen 102 kann so konfiguriert sein, dass er eine Vielzahl von in den Boden eingreifenden Elementen 104 drehbar daran trägt. Die in den Boden eingreifenden Elemente 104 können Ketten beinhalten, wie in der Ansicht von 1 exemplarisch dargestellt. In anderen Ausführungsformen können die in den Boden eingreifenden Elemente 104 zum Beispiel Räder anstatt der hier offenbarten Ketten beinhalten.
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Die in den Boden eingreifenden Elemente 104 können relativ zum Rahmen 102 zum Antreiben der Kaltfräse 100 auf einer Arbeitsfläche 106 betriebsmäßig gedreht werden. Die in den Boden eingreifenden Elemente 104 können mithilfe von Antriebsleistung durch eine Antriebsmaschine 108 angetrieben werden, die sich an der Kaltfräse 100 befindet. Die Antriebsmaschine 108 kann zum Beispiel einen Motor, einen Elektromotor oder jedwede andere, Fachleuten auf dem Gebiet bekannte Art von Antriebsmaschine beinhalten.
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Der Kaltfräse 100 beinhaltet einen Fräsrotor 110, der mit einem Rahmen 102 gekoppelt ist. Der Fräsrotor 110 ist in Bezug auf den Rahmen 102 und die Arbeitsfläche 106 zum Fräsen einer gewünschten Tiefe von Material von der Arbeitsfläche 106 betriebsmäßig drehbar. Der Fräsrotor 110 kann mithilfe von Antriebsleistung durch die Antriebsmaschine 108 oder durch eine andere Leistungsquelle (nicht dargestellt) angetrieben werden, die sich an der Kaltfräse 100 befindet. Ferner kann die Kaltfräse 100 auch einen Förderer 112 beinhalten, der in Verbindung mit dem Fräsrotor 110 angeordnet ist und sich an einem vorderen Abschnitt des Rahmens 102 befindet. Der Förderer 112 kann so konfiguriert sein, dass er das gefräste Material von dem Fräsrotor 110 zu einem anderen Ort, zum Beispiel einen Muldenkipper (nicht dargestellt), betriebsmäßig transportiert.
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Eine Erklärung des Fräsrotors 110 und seiner Komponenten erfolgt nachfolgend. Obwohl die angehängte Erklärung in Bezug auf den Fräsrotor 110 erfolgt, der in Verbindung mit der Kaltfräse 100 verwendet wird, wird darauf hingewiesen, dass eine solche Implementierung des Fräsrotors 110 für die Verwendung mit der Kaltfräse 100 nur der Veranschaulichung dient und somit die vorliegende Offenbarung nicht begrenzt. Es ist für Fachleute auf dem Gebiet offensichtlich, dass hierin offenbarte Ausführungsformen ähnlich angewandt werden können, um den Fräsrotor 110 für die Verwendung an anderen Arten von Maschinen, stationär oder mobil, herzustellen, die mit einer Fräsanwendung assoziiert sein können.
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Bezugnehmend auf 2 bis 4 beinhaltet der Fräsrotor 110 eine Trommel 114 mit einer zylindrischen Wand 116, die um eine Mittelachse XX' der Trommel 114 angeordnet ist. Der Fräsrotor 110 beinhaltet auch eine Reihe 118 von Fräseinsatzanordnungen 120, die in einem spiralförmigen Muster an einer Außenfläche 122 der zylindrischen Wand 116 angeordnet sind. Aus Gründen der Kürze wird in dieser Offenbarung die Reihe 118 der Fräseinsatzanordnungen 120 nachstehend als „die Reihe 118 der Fräsanordnungen 120“ bezeichnet.
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In einer Ausführungsform kann der Fräsrotor 110 mehrere Reihen 118 von Fräseinsatzanordnungen 120 beinhalten. Exemplarisch hat der in 3 und 4 dargestellte Fräsrotor 110 sechs verschiedene Reihen 118 von Einsatzanordnungen 120, wobei drei verschiedene Reihen 118 von Einsatzanordnungen 120 in jeder der Ansichten von 3 bzw. 4 sichtbar sind. Obwohl sechs Reihen 118 von Einsatzanordnungen 120 hier offenbart sind, können in anderen Ausführungsformen, je nach spezifischen Anforderungen der Anwendung, weniger oder mehr Reihen 118 von Einsatzanordnungen 120 für die Verwendung an dem Fräsrotor 110 implementiert werden. Ferner erfolgt die nachfolgende Erklärung in Bezug auf eine singuläre Reihe 118 von Einsatzanordnungen 120. Eine solche Erklärung sollte jedoch als ähnlich auf jede Reihe 118 von Einsatzanordnungen 120 anwendbar verstanden werden, die sich an der Trommel 114 des Fräsrotors 110 befindet.
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Die Reihe 118 von Fräseinsatzanordnungen 120 ist so konfiguriert, dass sie von einer seitlichen Ebene „P“ beginnt, die quer zur Mittelachse XX' der Trommel 114 verläuft und sich teilweise entlang einer Länge „L“ der zylindrischen Wand 116 befindet. In einer Ausführungsform, wie in den 2 bis 4 am besten dargestellt ist, kann sich die seitliche Ebene „P“ auf der halben Länge „L“ der zylindrischen Wand 116 befinden. Ferner ist die Reihe 118 von Fräseinsatzanordnungen 120 auch so konfiguriert, dass sie in der Nähe eines Endes 124a/124b der zylindrischen Wand 116 endet. Außerdem ist jede Fräseinsatzanordnung 120 so positioniert, dass ein Winkel „α“, der durch die Reihe 118 von Fräseinsatzanordnungen 120 mit einer seitlichen Ebene „P“ aufgespannt ist, sich mit zunehmender Entfernung „D“ vom Ende 124a/124b der zylindrischen Wand 116 erhöht. Anders gesagt, erhöht sich eine Steigung „P1“, die mit jeder Reihe 118 von Einsatzanordnungen 120 assoziiert ist, mit zunehmender Entfernung „D“ vom Ende 124a/124b der zylindrischen Wand 116.
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In dem Fräsrotor 110 der vorliegenden Offenbarung kann der Winkel „α“, der durch die Reihe 118 von Fräseinsatzanordnungen 120 mit einer seitlichen Ebene „P“ aufgespannt ist, eine lineare oder nichtlineare Funktion der Entfernung „D“ vom Ende 124a/124b der zylindrischen Wand 116 sein. In Bezug auf die nichtlineare Funktion kann sich der Winkel „α“, der durch die Reihe 118 von Fräseinsatzanordnungen 120 mit einer seitlichen Ebene „P“ aufgespannt ist, mit zunehmender Entfernung „D“ vom Ende 124a/124b der zylindrischen Wand 116 in einer exponentiellen, logarithmischen oder irgendeiner anderen geeigneten nichtlinearen Weise, wie Fachleuten auf dem Gebiet bekannt, schrittweise erhöhen. Dementsprechend kann die schrittweise Erhöhung bei der Steigung „P1“, die mit jeder Reihe 118 von Einsatzanordnungen 120 assoziiert ist, so konfiguriert sein, dass sie auf exponentielle, logarithmische oder irgendeine andere geeignete nichtlineare Weise, wie Fachleuten auf dem Gebiet bekannt, in Bezug auf die Zunahme der Entfernung „D“ vom Ende 124a/124b der zylindrischen Wand 116 erfolgt.
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Wann immer der Kontext entsprechend zutreffend ist, erfolgt in dieser Offenbarung die Erklärung in Bezug auf aufeinanderfolgende Reihen 118 von Einsatzanordnungen 120. Eine solche Erklärung soll als in Bezug auf ein Paar von Reihen 118 von Einsatzanordnungen 120 erfolgt ausgelegt werden, die sich entlang einer seitlichen Ebene „P“ des Fräsrotors 110 nebeneinander befinden.
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In einer Ausführungsform, wie in 2 am besten dargestellt, sind aufeinanderfolgende Reihen 118 von Einsatzanordnungen 120 entlang der seitlichen Ebene „P“ radial voneinander versetzt. Auch sind, in einer Ausführungsform, wie in den Ansichten von 3 und 4 am besten dargestellt, aufeinanderfolgende Reihen 118 von Einsatzanordnungen 120 so konfiguriert, dass sie an gegenüberliegenden Enden 124a, 124b der zylindrischen Wand 116 enden. Ferner sind, in einer Ausführungsform, wie in den Ansichten von 3 und 4 am besten dargestellt, aufeinanderfolgende Reihen 118 von Einsatzanordnungen 120 so konfiguriert, dass sie an einem Paar ringförmig angeordneter Reihen 126a, 126b von Einsatzanordnungen 120, die an gegenüberliegenden Enden 124a, 124b der zylindrischen Wand 116 angeordnet sind, enden.
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In einer Ausführungsform, wie in der Ansicht von 2 bis 4 dargestellt, beinhaltet der Fräsrotor 110 auch mehrere Schaufeln 128, die so konfiguriert sind, dass sie von der Außenfläche 122 der zylindrischen Wand 116 radial hervorstehen. Diese Schaufeln 128 können entlang oder zumindest in der Nähe der seitlichen Ebene „P“ des Fräsrotors 110 angeordnet sein und zwischen aufeinanderfolgenden Reihen 118 der Einsatzanordnungen 120 angeordnet sein. Bezugnehmend auf die in der Ansicht von 2 dargestellte Nahaufnahme kann, in einer Ausführungsform, jede Einsatzanordnung 120 einen Montageblock 130 beinhalten, der von der Außenfläche 122 der zylindrischen Wand 116 der Trommel 114 hervorsteht. Ferner kann jede Einsatzanordnung 120 auch einen Werkzeughalter 132, der mit dem Montageblock 130 gekoppelt ist, und einen Einsatz 134, der mit dem Werkzeughalter 132 lösbar in Eingriff sein kann, beinhalten. Wie Fachleuten auf dem Gebiet allgemein bekannt, kann der Einsatz 134 so verkörpert sein, dass er eine Hartmetallspitze darin aufweist, oder jedwedes andere geeignete Material, das so konfiguriert ist, dass es Funktionen durchführt, die dem entsprechen, das für eine Fräsanwendung typisch ist.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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5 veranschaulicht ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Erhöhen der Fließfähigkeit von gefrästem Material vom Fräsrotor 110 zum Förderer 112 der Kaltfräse 100. Wie bei Schritt 502 dargestellt, beinhaltet das Verfahren 500 das Bereitstellen einer Trommel 114 mit einer zylindrischen Wand 116, die um eine Mittelachse XX' der Trommel 114 angeordnet ist. Ferner beinhaltet, bei Schritt 504, das Verfahren 500 auch das Bereitstellen einer Reihe 118 von Einsatzanordnungen 120 an der Trommel 114. Ferner beinhaltet, wie bei Schritt 506 dargestellt, das Verfahren 500 auch das Anordnen der Reihe 118 von Einsatzanordnungen 120 in einem spiralförmigen Muster an einer Außenfläche 122 der zylindrischen Wand 116.
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Darüber hinaus beinhaltet, bei Schritt 508, das Verfahren 500 auch das Konfigurieren der Reihe 118 von Einsatzanordnungen 120, sodass sie von einer seitlichen Ebene „P“ beginnt, die quer zur Mittelachse XX' der Trommel 114 verläuft und teilweise entlang einer Länge „L“ der zylindrischen Wand 116 befindet. Ferner beinhaltet, bei Schritt 510, das Verfahren 500 auch das Konfigurieren der Reihe 118 von Fräseinsatzanordnungen 120, sodass sie in der Nähe eines Endes 124a/124b der zylindrischen Wand 116 endet. Außerdem beinhaltet, bei Schritt 512, das Verfahren 500 auch das Positionieren jeder Fräseinsatzanordnung 120, sodass ein Winkel „α“, der durch die Reihe 118 von Einsatzanordnungen 120 mit einer seitlichen Ebene „P“ aufgespannt ist, sich mit zunehmender Entfernung „D“ vom Ende 124a/124b der zylindrischen Wand 116 erhöht. In einer Ausführungsform beinhaltet das Verfahren 500 das Positionieren jeder Einsatzanordnung 120, sodass der Winkel „α“, der durch die Reihe 118 von Fräseinsatzanordnungen 120 mit einer seitlichen Ebene „P“ aufgespannt ist, eine nichtlineare Funktion der Entfernung „D“ vom Ende 124a/124b der zylindrischen Wand 116 ist.
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Die vorliegende Offenbarung hat Anwendbarkeit für die Verwendung und Implementierung bei der Herstellung eines Fräsrotors 110, der eine Fließfähigkeit von gefrästem Material für den Transport von einer Arbeitsfläche 106 zu einem anderen Ort, zum Beispiel einem Muldenkipper, betriebsmäßig verbessert. Der hierin offenbarte Fräsrotor 110 weist ein oder mehrere Reihen 118 von Fräseinsatzanordnungen 120 auf, die in einem spiralförmigen Muster an einer Außenfläche 122 der Trommel 114 angeordnet sind. Jede Fräseinsatzanordnung 120 ist so positioniert, dass der Winkel „α“, der durch die Reihe 118 von Fräseinsatzanordnungen 120 mit einer seitlichen Ebene „P“ aufgespannt ist, sich mit zunehmender Entfernung „D“ vom Ende 124a/124b der zylindrischen Wand 116 erhöht. Es wird hierdurch vorgesehen, dass aufgrund der Erhöhung des Winkels „α“, der durch die Reihe 118 von Fräseinsatzanordnungen 120 mit einer seitlichen Ebene „P“ aufgespannt ist, mit zunehmender Entfernung „D“ vom Ende 124a/124b der zylindrischen Wand 116, die Reihe 118 der Einsatzanordnungen am Fräsrotor 110 der vorliegenden Offenbarung so konfiguriert ist, dass sie einen verbesserten „schneckenähnlichen“ Effekt auf das gefräste Material schafft, dahingehend, dass das Material vom Fräsmotor 110 von der seitlichen Ebene „P“ distal weg gefräst wird, d. h., in deren Nähe oder bei der das Paar ringförmig angeordneter Reihen 126a, 126b der Einsatzanordnung 120 des Fräsmotors 110 durch den erhöhten Winkel „α“, der durch die Reihe 118 von Fräseinsatzanordnungen 120 mit einer seitlichen Ebene „P“ aufgespannt ist, aggressiver gezogen wird.
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Aufgrund des verbesserten „schneckenähnlichen“ Effekts ist die Fließfähigkeit des gefrästen Materials von den Extremitäten des Fräsrotors 110 zu den Schaufeln 128, die sich an oder in der Nähe der seitlichen Ebene „P“ des Fräsrotors 110 befinden, als Folge verbessert. Die Schaufeln 128 können, im gleichzeitigen Betrieb mit der Reihe 118 von Einsatzanordnungen 120, eine maximale Menge des gefrästen Materials auf den Förderer 112 der Kaltfräse 100 transportieren. Nachfolgend kann der Förderer 112 das gefräste Material zu einem anderen Ort, zum Beispiel einen Muldenkipper, transportieren, wodurch die Arbeitsfläche 106 frei von irgendwelchen unerwünschten Fremdkörpern gelassen wird, indem verhindert wird, dass restliches gefrästes Material auf der Arbeitsfläche 106 hinterlassen wird. Daher werden, durch Implementierung und Verwendung der hierin offenbarten Ausführungsformen, zusätzliche Kosten, Zeit und Aufwand, die früher beim Reinigen irgendwelcher Fremdkörper, d. h., irgendwelchen restlichen gefrästen Materials, das auf der Arbeitsfläche 106 hinterlassen wurde, angefallen sind, im maximal möglichen Umfang verringert.
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Während Aspekte der vorliegenden Offenbarung insbesondere unter Bezugnahme auf die vorstehenden Ausführungsformen dargestellt und beschrieben wurden, ist es für Fachleute auf dem Gebiet offensichtlich, dass durch die Modifikation der offenbarten Kaltfräse 100 oder des Fräsrotors 110 verschiedene zusätzliche Ausführungsformen erwogen werden können, ohne vom Sinn und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Diese Ausführungsformen sollen als in den Umfang der vorliegenden Offenbarung fallend verstanden werden, wie sie basierend auf den Ansprüchen und jeglichen Entsprechungen davon bestimmt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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