DE102020131448A1

DE102020131448A1 - Walzenwerkzeug für eine Bodenbearbeitungswalze

Info

Publication number: DE102020131448A1
Application number: DE102020131448.5A
Authority: DE
Inventors: Matthias Meier; Marina Striegl
Original assignee: Hamm AG
Current assignee: Hamm AG
Priority date: 2020-11-27
Filing date: 2020-11-27
Publication date: 2022-06-02
Also published as: EP4006233A1; CN217480123U; CN114561929A; AU2021273636A1; US20220170222A1; US11959244B2; EP4006233B1; AU2021273636B2

Abstract

Ein Walzenwerkzeug für eine Bodenbearbeitungswalze einer Bodenbearbeitungsmaschine, umfasst einen an einer Außenumfangsseite eines Trägermantels (26) einer Bodenbearbeitungswalze (20) festzulegenden Werkzeugträger (46), einen an dem Werkzeugträger (46) lösbar festzulegenden Wechselhalter (34) und ein an dem Wechselhalter (34) lösbar festzulegendes Wechselwerkzeug (70).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Walzenwerkzeug für eine Bodenbearbeitungswalze einer Bodenbearbeitungsmaschine sowie eine Bodenbearbeitungswalze und eine Umkleidung für eine Bodenbearbeitungswalze mit der Mehrzahl derartiger Walzenwerkzeuge.
Aus der WO 2013/107545 A2 ist ein am Außenumfang eines Walzenmantels einer Verdichterwalze durch Verschweißung festzulegender Wechselhalter für ein beispielsweise nach Art eines Meißels oder eines Stampffußes aufgebautes Wechselwerkzeug bekannt. Der Wechselhalter weist in Seitenansicht eine trapezförmige Kontur auf und stellt in einem zentralen Bereich eine Wechselwerkzeug-Aufnahmeöffnung bereit, in welche ein Werkzeugschaft eines an dem Wechselhalter festzulegenden Wechselwerkzeugs eingreifend positioniert werden kann.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Walzenwerkzeug für eine Bodenbearbeitungswalze einer Bodenbearbeitungsmaschine vorzusehen, welches bei konstruktiv einfacher Ausgestaltung einen von einem Verschleißzustand unabhängig leicht durchzuführenden Austausch eines Wechselwerkzeugs ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Walzenwerkzeug für eine Bodenbearbeitungswalze einer Bodenbearbeitungsmaschine, umfassend einen an einer Außenumfangsseite eines Trägermantels einer Bodenbearbeitungswalze festzulegenden Werkzeugträger, einen an dem Werkzeugträger lösbar festzulegenden Wechselhalter und ein an dem Wechselhalter lösbar festzulegendes Wechselwerkzeug.
Bei dem erfindungsgemäßen Aufbau eines Walzenwerkzeugs ist nicht nur das nach Verschleiß auszutauschende oder für einen anderen Bodenbearbeitungsbetrieb zu wechselnde Wechselwerkzeug lösbar mit einer Bodenbearbeitungswalze gekoppelt, sondern auch der das Wechselwerkzeug aufnehmende Wechselhalter. Auch ein derartiger Wechselhalter unterliegt im Bodenbearbeitungsbetrieb einem massiven Verschleiß, so dass einerseits der Austausch eines derartigen verschlissenen Wechselhalters leicht durchzuführen ist und andererseits durch die Möglichkeit, den Wechselhalter selbst vom Trägermantel lösen zu können, auch der Austausch eines Wechselwerkzeugs unabhängig vom Zustand des Wechselhalters leicht zu realisieren ist. Mit dem Trägermantel beispielsweise durch Verschweißung fest gekoppelt ist lediglich der Werkzeugträger, welcher durch den Wechselhalter gegen Einflüsse von außen geschützt ist und selbst somit im Wesentlichen keinem Verschleiß unterliegt. Dies gestattet es auch, einen derartigen Werkzeugträger mit einem Material aufzubauen, welches für die Anbindung an den Trägermantel besonders geeignet ist, möglicherweise aber gegen Verschleiß weniger resistent ist, als das für den Wechselhalter bzw. das Wechselwerkzeug zu verwendende Aufbaumaterial.
Es ist darauf hinzuweisen, dass im Sinne der vorliegenden Erfindung die unlösbare Anbindung des Werkzeugträgers an den Trägermantel bedeutet, dass grundsätzlich der Werkzeugträger vom Trägermantel nicht zu lösen ist, um ein Wechselwerkzeug oder/und einen Wechselhalter auszutauschen. Diese unlösbare Verbindung kann beispielsweise durch Materialschluss, also zum Beispiel Verschweißen, erfolgen, so dass diese durch Materialschluss generierte Verbindung zerstört werden müsste, um einen Werkzeugträger vom Trägermantel lösen zu können. Grundsätzlich könnte die unlösbare Verbindung jedoch auch durch Verschraubung erfolgen, wobei auch diese Schraubverbindung dann nicht zu lösen ist, also der Werkzeugträger am Trägermantel verbleibt, wenn ein Wechselwerkzeug oder ein Wechselhalter vom Trägermantel zu lösen und auszutauschen ist.
Um einerseits den Wechselhalter leicht mit dem Werkzeugträger lösbar koppeln zu können, andererseits dabei aber auch das Wechselwerkzeug in den Wechselhalter integrieren zu können, wird vorgeschlagen, dass der Wechselhalter zwei Wechselhalter-Körperteile umfasst, wobei bei an dem Werkzeugträger festgelegtem Wechselhalter die beiden Wechselhalter-Körperteile einen den Werkzeugträger aufnehmenden Werkzeugträger-Aufnahmeraum bilden und durch Befestigungsorgane am Werkzeugträger festgelegt sind. Der in dem Werkzeugträger-Aufnahmeraum aufgenommene und somit vom Wechselhalter umgebene Werkzeugträger ist somit gegen Einflüsse von außen abgeschirmt.
Für einen einfach und mit einer möglichst geringen Anzahl verschiedener Bauteile zu realisierenden, im Betrieb stabilen Aufbau wird vorgeschlagen, dass die beiden Wechselhalter-Körperteile zueinander im Wesentlichen identisch aufgebaut sind, oder/und dass jedes Wechselhalter-Körperteil eine einen Teil des Werkzeugträger Aufnahmeraums bereitstellende Werkzeugträger-Aufnahmeaussparung aufweist, oder/und dass jedes Wechselhalter-Körperteil eine einer Außenumfangsseite eines Trägermantels zugewandt zu positionierende, an eine Außenumfangskontur des Trägermantels angepasste Trägermantel-Anlagefläche aufweist.
Eine äußere Einwirkung auch auf die die Wechselhalter-Körperteile am Werkzeugträger festlegenden Befestigungsorgane kann dadurch weitestgehend vermieden werden, dass jedes Wechselhalter-Körperteil durch wenigstens ein Befestigungsorgan, vorzugsweise zwei Befestigungsorgane, an dem Werkzeugträger festlegbar ist, wobei jedes Wechselhalter-Körperteil in Zuordnung zu jedem dieses an dem Werkzeugträger festlegenden Befestigungsorgan eine Befestigungsorgan-Durchgriffsöffnung mit einem erweiterten Befestigungsorgankopf-Aufnahmebereich aufweist.
Bei einer für eine stabile Anbindung des Wechselhalters an einen Trägermantel besonders vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Werkzeugträger in Zuordnung zu jedem Wechselhalter-Körperteil eine Körperteil-Anlagefläche aufweist und jedes Wechselhalter-Körperteil eine Werkzeugträger-Anlagefläche zur Anlage an der zugeordneten Körperteil-Anlagefläche des Werkzeugträgers aufweist, wobei die Körperteil-Anlageflächen an voneinander abgewandten Seiten des Werkzeugträgers derart angeordnet sind, dass ein gegenseitiger Abstand der Körperteil-Anlageflächen des Werkzeugträgers ausgehend von einer Trägermantel-Anlageseite des Werkzeugträgers zunimmt. Dabei können die Körperteil-Anlageflächen bezüglich einer Werkzeugträger-Mittenebene des Werkzeugträgers im Wesentlichen symmetrisch angeordnet sein.
Somit wird durch die Ausgestaltung des Werkzeugträgers eine ein jeweiliges Wechselhalter-Körperteil in Richtung auf den Trägermantel zu und in Anlage daran vorspannende Keilwirkung erzeugt, wenn ein jeweiliges Wechselhalter-Körperteil durch ein oder mehrere Befestigungsorgane an dem Werkzeugträger festgelegt wird.
Dieser Effekt kann dadurch noch verstärkt werden, dass die Werkzeugträger-Anlageflächen der beiden Wechselhalter-Körperteile zu den zugeordneten Körperteil-Anlageflächen des Werkzeugträgers derart komplementär angeordnet sind, dass bei am Werkzeugträger festgelegten Wechselhalter-Körperteilen der gegenseitige Abstand der Werkzeugträger-Anlageflächen der beiden Wechselhalter-Körperteile in Richtung von der Trägermantel-Anlageseite des Werkzeugträgers weg zunimmt.
Zur Anbindung eines Wechselwerkzeugs an einen Wechselhalter kann der Wechselhalter eine Wechselwerkzeug-Aufnahmeöffnung zur Aufnahme eines in Richtung einer Schaftlängsachse von einem Wechselwerkzeugkörper sich erstreckenden Werkzeugschafts des an dem Wechselhalter festzulegenden Wechselwerkzeugs aufweisen.
Insbesondere bei der Verwendung von Gleichteilen für die beiden Wechselhalter-Körperteile kann jedes Wechselhalter-Körperteil eine einen Teil der Wechselwerkzeug-Aufnahmeöffnung bereitstellende Wechselwerkzeug-Aufnahmeaussparung aufweisen.
Zum Erreichen eines Formschlusses zwischen einem Wechselwerkzeug und dem dieses aufnehmenden Wechselhalter wird vorgeschlagen, dass der Werkzeugschaft eine um die Schaftlängsachse vorzugsweise vollständig umlaufende Eingriffsaussparung aufweist, und dass jedes Wechselhalter-Körperteil im Bereich der Wechselwerkzeug-Aufnahmeaussparung einen in die Eingriffsaussparung eingreifend zu positionierenden Eingriffsvorsprung aufweist. Dabei können die Eingriffsvorsprünge der beiden Wechselhalter-Körperteile bei an dem Werkzeugträger festgelegtem Wechselhalter zusammen einen im Wesentlichen ringartigen Eingriffsbereich bilden.
Die Eingriffsaussparung kann in Richtung von dem Wechselwerkzeugkörper weg durch eine Eingriffsaussparungstirnfläche begrenzt sein, wobei die Eingriffsaussparungstirnfläche bezüglich der Schaftlängsachse derart angewinkelt ist, dass ein Abstand der Eingriffsaussparungstirnfläche zum Wechselwerkzeugkörper ausgehend von einem Aussparungsboden zunimmt. Dadurch wird eine Keilwirkung erreicht, welche ein Wechselwerkzeug in Richtung auf den Wechselhalter zu und somit in Anlage gegen diesen vorspannt.
Dieser Effekt kann dadurch weiter unterstützt werden, dass an jedem Wechselhalter-Körperteil der Eingriffsvorsprung durch eine Eingriffsvorsprungstirnfläche begrenzt ist, wobei bei an dem Wechselhalter festgelegtem Wechselwerkzeug die Eingriffsvorsprungstirnfläche in Richtung von dem Wechselwerkzeugkörper weg orientiert ist und bezüglich der Schaftlängsachse derart angewinkelt ist, dass ein Abstand der Eingriffsvorsprungstirnfläche zum Wechselwerkzeugkörper in Richtung zu einem Vorsprungscheitel des Eingriffsvorsprungs abnimmt.
Um im Bodenbearbeitungsbetrieb auftretende und auf ein Wechselwerkzeug einwirkende Kräfte auf den zugehörigen Wechselhalter zu übertragen, kann an dem Wechselhalter eine die Wechselwerkzeug-Aufnahmeöffnung umgebende Wechselwerkzeug-Abstützfläche vorgesehen sein.
Bei Verwendung von Gleichteilen für die beiden Wechselhalter-Körperteile kann dabei an jedem Wechselhalter-Körperteil eine Teilfläche der Wechselwerkzeug-Abstützfläche vorgesehen sein.
Eine spielfreie und stabile Anlagewechselwirkung kann bei diesem Aufbau dadurch erreicht werden, dass bei an dem Werkzeugträger festgelegtem Wechselhalter und an dem Wechselhalter festgelegtem Wechselwerkzeug das Wechselwerkzeug mit einem Abstützbereich in Anlage an dem Wechselhalter vorgespannt ist. Insbesondere kann dabei das Wechselwerkzeug durch die in die Eingriffsaussparung eingreifenden Eingriffsvorsprünge mit seinem Abstützbereich in Anlage an dem Wechselhalter vorgespannt sein.
Der Abstützbereich kann an dem Wechselwerkzeugkörper eine den Werkzeugschaft wenigstens bereichsweise umgebende, ringartige Wechselhalter-Abstützfläche umfassen.
Bei einer anderen Ausgestaltung eines Wechselwerkzeugs kann der Abstützbereich an dem Wechselwerkzeugkörper eine Mehrzahl von mit radialem Abstand zu der Schaftlängsachse und mit Umfangsabstand um die Schaftlängsachse zueinander angeordneten Wechselhalter-Abstützabschnitten aufweisen. In Zuordnung zu jedem Wechselhalter-Abstützabschnitt kann dabei am Wechselhalter ein Wechselwerkzeug-Abstützabschnitt vorgesehen sein.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Bodenbearbeitungswalze, umfassend einen einen Trägermantel bereitstellenden Walzenmantel und eine Mehrzahl von erfindungsgemäß aufgebauten Walzenwerkzeugen, wobei der Werkzeugträger von jedem der Walzenwerkzeuge an dem Walzenmantel vorzugsweise durch Materialschluss festgelegt ist.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Umkleidung für eine Bodenbearbeitungswalze, umfassend eine Mehrzahl von einen Trägermantel bereitstellenden und einen Walzenmantel einer Bodenbearbeitungswalze umkleidend anzuordnenden Umkleidungssegmenten und eine Mehrzahl erfindungsgemäß aufgebauter Walzenwerkzeuge, wobei der Werkzeugträger von jedem der Walzenwerkzeuge an einem der Umkleidungssegmente vorzugsweise durch Materialschluss festgelegt ist.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden Figuren detailliert beschrieben. Es zeigt:

1 eine perspektivische Ansicht einer Bodenbearbeitungswalze mit einer Mehrzahl von am Außenumfang derselben vorgesehenen Walzenwerkzeugen;
2 die Bodenbearbeitungswalze der 1 mit am Außenumfang derselben festgelegten Werkzeugträgern der Walzenwerkzeuge;
3 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Walzenwerkzeugs;
4 das Walzenwerkzeug der 3 im Zusammenbau;
5 eine perspektivische Ansicht eines Werkzeugträgers des Walzenwerkzeugs der 3 und 4;
6 eine perspektivische Ansicht von einem der beiden Wechselhalter-Körperteile des Walzenwerkzeugs der 3 und 4;
7 eine perspektivische Ansicht des anderen der beiden Wechselhalter-Körperteile des Walzenwerkzeugs der 3 und 4;
8 eine Seitenansicht des Walzenwerkzeugs der 3 und 4, betrachtet in Richtung einer Walzendrehachse einer das Walzenwerkzeug tragenden Bodenbearbeitungswalze;
9 in ihrer Darstellung a) eine Querschnittansicht des in 8 dargestellten Walzenwerkzeugs, geschnitten längs einer Linie IXa-IXa in 8, und in ihrer Darstellung b) eine Querschnittansicht des Walzenwerkzeugs der 8, geschnitten längs einer Linie IXb-IXb in 8;
10 eine Längsschnittansicht des Walzenwerkzeugs der 8, geschnitten längs einer Linie X-X in 9b);
11 eine perspektivische Ansicht eines als Meißel ausgebildeten Wechselwerkzeugs;
12 eine Seitenansicht eines als Stampffuß ausgebildeten Wechselwerkzeugs;
13 eine Seitenansicht einer als Bodenverdichter ausgebildeten Bodenbearbeitungsmaschine mit einer Bodenbearbeitungswalze.

Bevor im Folgenden mit Bezug auf die 1 bis 12 der Aufbau eines an einer Bodenbearbeitungswalze vorzusehenden Walzenwerkzeugs detailliert beschrieben wird, wird mit Bezug auf die 13 der Aufbau einer Bodenbearbeitungsmaschine 10 beschrieben, an welcher derartige Walzenwerkzeuge zum Einsatz kommen können.
Die grundsätzlich als Bodenverdichter aufgebaute Bodenbearbeitungsmaschine 10 umfasst an einem Hinterwagen 12 einen Bedienstand 14 und durch ein am Hinterwagen 12 vorgesehenes Antriebsaggregat angetriebene Räder 16. An einem mit dem Hinterwagen 12 um eine im Wesentlichen vertikale Achse schwenkbar verbundenen Vorderwagen 18 ist eine Bodenbearbeitungswalze 20 um eine zur Zeichenebene der 13 orthogonale Walzendrehachse drehbar getragen. Im Inneren der Bodenbearbeitungswalze 20 kann eine Schwingungserregungsanordnung vorgesehen sein, um an der Bodenbearbeitungswalze 20 eine zur Walzendrehachse im Wesentlichen orthogonale Vibrationsbeschleunigung oder eine zur Walzendrehachse im Wesentlichen tangentiale Oszillationsbeschleunigung zu erzeugen. Mit einem Walzenmantel 22 bewegt die Bodenbearbeitungswalze 20 sich über den zu bearbeitenden Untergrund U. Im dargestellten Ausgestaltungsbeispiel ist die Bodenbearbeitungswalze 20 als Glattwalze ausgebildet und kann beispielsweise zum Verdichten von Erdreich, Asphalt oder dergleichen eingesetzt werden.
Die nachfolgend detailliert beschriebenen Walzenwerkzeuge können am Außenumfang der Bodenbearbeitungswalze 20 bzw. des Walzenmantels 22 direkt angebracht werden, so dass in diesem Falle der Walzenmantel 22 einen Trägermantel 26 bereitstellt, welcher die Walzenwerkzeuge trägt. Bei einer in 3 durch Strichlinie angedeuteten Ausgestaltung kann die Bodenbearbeitungswalze 20 von einer mit einer Mehrzahl von Umkleidungssegmenten 28 aufgebauten Umkleidung 30 umgeben werden, an welcher dann die nachfolgend detailliert beschriebenen Walzenwerkzeuge vorgesehen sein können, so dass die Umkleidung 30 bzw. die in Umfangsrichtung aufeinander folgenden angeordneten und miteinander fest verbundenen Umkleidungssegmente 28 in dieser Ausgestaltung den Trägermantel 26 bereitstellen.
Die 1 zeigt eine derartige Bodenbearbeitungswalze 20, an deren den Trägermantel 26 bereitstellenden Walzenmantel 22 eine Vielzahl von Walzenwerkzeugen 32 vorgesehen ist. Die Walzenwerkzeuge 32 sind an einer Außenumfangsseite 24 des Walzenmantels 22 bzw. Trägermantels 26 in eine Walzendrehachse W umgebenden Ringen angeordnet, wobei in in Richtung der Walzendrehachse W einander unmittelbar benachbarten Ringen die Walzenwerkzeuge 32 in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnet sind.
Die 3 und 4 zeigen den grundsätzlichen Aufbau eines derartigen Walzenwerkzeugs 32. Jedes Walzenwerkzeug 32 umfasst einen Wechselhalter 34 mit zwei zueinander vorzugsweise im Wesentlichen identischen Wechselhalter-Körperteilen 36, 38. In seiner Grundstruktur entspricht der Wechselhalter 32 dem aus der WO 2013/107545 A2 bekannten Aufbau eines Wechselhalters und weist in Seitenansicht, also bei Ansicht in Richtung der Walzendrehachse W, ein trapezartiges Profil auf. Jedes der beiden Wechselhalter-Körperteile 36, 38 stellt eine an die kreisrunde Außenumfangskontur des den Trägermantel 26 bereitstellenden Walzenmantels 22 angepasste Trägermantel-Anlagefläche 40 bereit, mit welcher das jeweilige Wechselhalter-Körperteil 36, 38 im Zusammenbauzustand an der Außenumfangsseite 24 des Trägermantels 26 anliegt und, wie nachfolgend beschrieben, daran unter Vorspannung gehalten ist.
Das Walzenwerkzeug 32 umfasst ferner einen Werkzeugträger 46, der, wie in 2 dargestellt, beispielsweise durch Verschweißung, ggf. aber auch Verschraubung, der Außenumfangsseite 24 des Walzenmantels 22 bzw. Trägermantels 26 festgelegt ist und somit die Position für ein jeweiliges Walzenwerkzeug 32 an der Bodenbearbeitungswalze 20 vorgibt.
Jedes der beiden Wechselhalter-Körperteile 36, 38 stellt eine Werkzeugträger-Aufnahmeaussparung 48 bereit. Die Werkzeugträger-Aufnahmeaussparungen 48 stellen im zusammengesetzten Zustand einen Werkzeugträger-Aufnahmeraum 50 bereit, in welchem der zugehörige Werkzeugträger 46 aufgenommen ist. Damit ist der Werkzeugträger 46 durch die beiden Wechselhalter-Körperteile 36, 38 nach außen hin vollständig abgeschirmt und vor äußeren Einflüssen geschützt.
In jedem Wechselhalter-Körperteil 36, 38 sind zwei Befestigungsorgan-Durchgriffsöffnungen 54 vorgesehen, durch welche als Schraubbolzen ausgebildete Befestigungsorgane 58 hindurchgeführt und in im Werkzeugträger 46 ausgebildete Innengewindeöffnungen 56 eingeschraubt werden können. Zur Aufnahme von Befestigungsorganköpfen 60 sind die Befestigungsorgan-Durchgriffsöffnungen 54 mit erweitertem Befestigungsorgankopf-Aufnahmebereichen 62 ausgebildet. In dem in 4 erkennbaren Zusammenbauzustand liegen somit die Befestigungsorgane 58 vollständig im Inneren der Wechselhalter-Körperteile 36, 38, so dass die Befestigungsorgane 58 und insbesondere die Befestigungsorganköpfe 60 gegen Beschädigung bzw. Verschleiß geschützt sind und somit auch nach längerem Arbeitsbetrieb durch Einsatz eines entsprechenden Werkzeugs leicht gelöst werden können.
In einem zentralen Bereich stellt der Wechselhalter 34 eine Wechselwerkzeug-Aufnahmeöffnung 64 bereit. Bei Ausgestaltung des Wechselhalters 34 mit zwei im Wesentlichen identisch aufgebauten Wechselhalter-Körperteilen 36, 38 ist in jedem der Wechselhalter-Körperteile 36, 38 eine Wechselwerkzeug-Aufnahmeaussparung 66 vorgesehen. Die durch die beiden Wechselwerkzeug-Aufnahmeaussparungen 66 gebildete Wechselwerkzeug-Aufnahmeöffnung weist eine im Wesentlichen zylindrische Struktur auf, in welcher ein Werkzeugschaft 68 eines beispielsweise als Meißel ausgebildeten Wechselwerkzeugs 70 aufgenommen werden kann. In demjenigen Bereich, in welchem die beiden Wechselhalter-Körperteile 36, 38 die Wechselwerkzeug-Aufnahmeöffnung 64 bilden, weist der Werkzeugträger 46 eine Aussparung 73 auf, in welche der die Wechselwerkzeug-Aufnahmeöffnung 64 bereitstellende Teil des Wechselhalters 34 bzw. der Wechselhalter-Körperteile 36, 38 eingreifend positioniert werden kann.
Das in 11 dargestellte und in Form eines Meißels ausgebildete Wechselwerkzeug 70 weist einen Wechselwerkzeugkörper 72 und den von diesem in Richtung einer Schaftlängsachse S sich erstreckenden Werkzeugschaft 68 auf. In dem Werkzeugschaft 68 ist eine die Schaftlängsachse S vorzugsweise vollständig umgebende Eingriffsaussparung 76 ausgebildet, welche eine im Wesentlichen trapezartige Struktur aufweist und somit zu einem Aussparungsboden 78 hin sich nach radial innen verjüngend ausgebildet ist. Insbesondere stellt somit die Eingriffsaussparung 76 eine dem Wechselwerkzeugkörper 72 zugewandt orientierte Eingriffsaussparungstirnfläche 80 bereit, welche, wie durch eine Hilfslinie H₁ in 10 angedeutet, bezüglich der Schaftlängsachse S unter einem von 90° verschiedenen Winkel geneigt ist und von radial innen, also vom Aussparungsboden 78 weg nach radial außen einen zunehmenden Abstand zum Wechselwerkzeugkörper 72 aufweist.
An den beiden Wechselhalter-Körperteilen 36, 38 sind in Zuordnung zu der Eingriffsaussparung 76 jeweils Eingriffsvorsprünge 82 ausgebildet. Die Eingriffsvorsprünge 82 der beiden Wechselhalter-Körperteile 36, 38 bilden im Zusammenbauzustand einen im Wesentlichen ringartigen Eingriffsbereich 84, welcher in die Eingriffsaussparung 76 eines am Wechselhalter 34 lösbar festgelegten Wechselwerkzeugs 70 eingreift.
Jeder der beiden Eingriffsvorsprünge 82 der Wechselhalter-Körperteile 36, 38 weist in Anpassung an die trapezartige Struktur der Eingriffsaussparung 76 gleichermaßen eine trapezartige Struktur auf und ist an seiner im Zusammenbauzustand vom Wechselwerkzeugkörper 72 abgewandten Seite durch eine Eingriffsvorsprungstirnfläche 86 begrenzt, welche, wie in 10 gleichermaßen durch die Hilfslinie H₁ angedeutet, bezüglich der Schaftlängsachse S unter einem von 90° verschiedenen Winkel angewinkelt ist, insbesondere in gleichem Winkel angewinkelt ist, wie die Eingriffsaussparungstirnfläche 80. Die Eingriffsvorsprünge 82 sind somit in Richtung zu einem Vorsprungscheitel 83 in sich verjüngend ausgebildet.
Die beiden Eingriffsvorsprünge 82 der Wechselhalter-Körperteile 36, 38 sind in Richtung der Schaftlängsachse S kürzer dimensioniert, als die Eingriffsaussparung 76, so dass beim Zusammenbau bzw. im Zusammenbauzustand lediglich die Eingriffsaussparungstirnfläche 80 in Wechselwirkung tritt mit den Eingriffsvorsprungstirnflächen 86, im andern axialen Endbereich die Eingriffsvorsprünge 82 jedoch nicht in Anlage an dem Werkzeugschaft 68 kommen. Auf diese Art und Weise kann beim Zusammenbau bzw. im Zusammenbauzustand eine das Wechselwerkzeug 70 in Richtung auf den Wechselhalter 34 zu vorspannende, keilartige Wechselwirkung zwischen den Eingriffsvorsprungstirnflächen 86 der beiden Wechselhalter-Körperteile 36, 38 und der Eingriffsaussparungstirnfläche 80 erzeugt werden. Dadurch wird das Wechselwerkzeug 70 mit einem am Wechselwerkzeugkörper 72 gebildeten Abstützbereich 88, welcher bei der Ausgestaltung des Wechselwerkzeugs 70 als Meißel durch eine den Werkzeugschaft 68 ringartig umgebende Wechselhalter-Abstützfläche 90 bereitgestellt ist, in Anlage an einer am Wechselhalter 34 die Wechselwerkzeug-Aufnahmeöffnung 64 ringartig umgebenden Wechselwerkzeug-Abstützfläche 92 gepresst. Die Wechselwerkzeug-Abstützfläche 92 umfasst an jedem der Wechselhalter-Körperteile 36, 38 eine Teilfläche 93.
Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung eines Walzenwerkzeugs 32 könnte der Eingriffsvorsprung 82 mit einer daran vorgesehenen, ringartigen und die Schaft Längsachse S im Wesentlichen vollständig umgebenden Eingriffsvorsprungstirnfläche 86 auch am Werkzeugschaft 68 vorgesehen sein, während an den Wechselhalter-Körperteilen 36, 38 dann jeweils Abschnitte der Eingriffsaussparung 76 bzw. der Eingriffsaussparungstirnfläche 80 gebildet sein könnten.
Der Werkzeugträger 46 liegt mit einer Trägermantel-Anlageseite 94 an der Außenumfangsseite 24 des Trägermantels 26 bzw. im dargestellten Ausgestaltungsbeispiel des Walzenmantels 22 an. In den 9 und 10 ist zu erkennen, dass am Außenumfangsbereich der Trägermantel-Anlageseite 94 eine zur Aufnahme einer Schweißnaht vorgesehene Anfasung 96 gebildet ist.
Der Werkzeugträger 46 stellt an zwei voneinander abgewandten Seiten, die bei Anbringung am Trägermantel 26 in Richtung der Walzendrehachse W orientiert sind, Körperteil-Anlageflächen 98 bereit. Diese sind, ausgehend von ihrem an die Trägermantel-Anlageseite 94 bzw. Anfasung 96 angrenzenden Bereichen nach radial außen voneinander weg geneigt und erstrecken sich somit in radialer Richtung entlang einer in 9b) dargestellten Hilfslinie H₂ angewinkelt zur Schaftlängsachse S. Vorzugsweise sind die beiden Körperteil-Anlageflächen 98 des Werkzeugträgers 96 bezüglich einer die Schaftlängsachse S enthaltenden Mittenebene des Werkzeugträgers 46 symmetrisch bzw. spiegelsymmetrisch angeordnet, so dass der Werkzeugträger 46 eine nach radial außen, also in Richtung von der Trägermantelanlagefläche 94 weg sich erweiternde, keilartige bzw. trapezartige Querschnittgeometrie aufweist.
In Entsprechung zu dieser bezüglich der Schaftlängsachse bzw. der Werkzeugträger-Mittenebene angewinkelten Positionierung der Körperteil-Anlageflächen 98 weist jedes Wechselhalter-Körperteil 36, 38 eine komplementär angewinkelte Werkzeugträger-Anlagefläche 100 auf. Durch die Wechselwirkung der Körperteil-Anlageflächen 98 mit den jeweils zugeordneten Werkzeugträger-Anlageflächen 100 wird eine Keilwirkung erzielt, durch welche die Wechselhalter-Körperteile 36, 38 in Richtung auf den Trägermantel 26 zu vorgespannt werden, so dass sie mit ihren Trägermantel-Anlageflächen 40 stabil an der Außenseite des Trägermantels 26 anliegen, wenn die beiden Wechselhalter-Körperteile 36, 38 durch Anziehen der Befestigungsorgane 58 in Richtung auf den Werkzeugträger 46 zu belastet sind.
Beim Zusammenbau eines vorangehend beschriebenen Walzenwerkzeugs 32 werden zunächst die beiden Wechselhalter-Körperteile 36, 38 seitlich auf den an dem Trägermantel 26 festgelegten Werkzeugträger 46 zu bewegt. Bei dieser Annäherung der Wechselhalter-Körperteile 36, 38 an den Werkzeughalter 46 und aneinander kann gleichzeitig auch der Werkzeugschaft 68 des Wechselwerkzeugs 70 in den Wechselwerkzeug-Aufnahmeaussparungen 66 aufgenommen werden, wobei die Eingriffsvorsprünge 82 in die Eingriffsaussparung 76 eingreifen. Dabei kommen die Eingriffsvorsprungstirnflächen 86 in Anlage an der Eingriffsaussparungstirnfläche 80 und belasten mit zunehmender Annäherung der Wechselhalter-Körperteile 36, 38 aneinander das Wechselwerkzeug 70 in Richtung auf den Wechselhalter 34 zu, bis dieses mit seiner Wechselhalter-Abstützfläche 90 in Anlage an der Wechselwerkzeug-Abstützfläche 92 kommt. Im Zuge dieser gegenseitigen Annäherung der beiden Wechselhalter-Körperteile 36, 38, welche auch durch das Einschrauben der Befestigungsorgane 58 in die zugehörigen Innengewindeöffnungen 56 des Werkzeugträgers 46 hervorgerufen bzw. unterstützt wird, kommen die an den Wechselwerkzeug-Körperteilen 36, 38 vorgesehenen Werkzeugträger-Anlageflächen 100 in Anlage an den zugehörigen Körperteil-Anlageflächen 98, wodurch der gesamte Wechselhalter 34 nach radial innen, also auf die Außenumfangsseite 24 des Trägermantels 26 zu vorgespannt wird. Im Zusammenbauzustand liegt der Wechselhalter 34 mit den Trägermantel-Anlageflächen 40 der Wechselhalter-Körperteile 36, 38 stabil und spielfrei an der Außenumfangsseite 24 des Trägermantels 26 an. Gleichzeitig ist das Wechselwerkzeug 70 stabil in Anlage gegen die Wechselwerkzeug-Abstützfläche 92 des Wechselhalters 34 vorgespannt und am Wechselhalter 34 gehalten. In diesem Zusammenbauzustand sind am Wechselhalter 34 dann bei Positionierung an einem Trägermantel 26 in Umfangsrichtung beidseits des Wechselwerkzeugs 70 Brechvorsprünge 102, 104 gebildet, welche einerseits das Zerbrechen des zu bearbeitenden Untergrunds U unterstützen und andererseits den Wechselhalter 34 vor übermäßigem Verschleiß schützen.
Zum Wechseln eines Wechselwerkzeugs 70 bzw. zum Austausch verschlissener Wechselhalter-Körperteile 36, 38 können die gegen Einwirkung von außen grundsätzlich geschützten Befestigungsorgane 58 gelöst werden und somit die durch die Befestigungsorgane 58 lösbar am Werkzeugträger 46 gehaltenen Wechselhalter-Körperteile 36, 38 vom Werkzeugträger 46 entfernt werden, wobei auch das Wechselwerkzeug 70 freigegeben wird. Es kann dann dasjenige der vom Werkzeughalter 46 losgelösten Bauteile ausgetauscht werden, welches verschleißbedingt oder zur Durchführung eines anderen Arbeitsbetriebs zu ersetzen ist.
Die 12 zeigt eine alternative Ausgestaltungsart eines Wechselwerkzeugs 70'. Dieses bildet mit seinem Wechselwerkzeugkörper 72 einen Stampffuß, welcher insbesondere zum Verdichten von Erdreich eingesetzt werden kann. Der Wechselwerkzeugkörper 72 ist so geformt, dass er im Zusammenbauzustand sich an die Außenkontur des Wechselhalters 34 anlegt. Insbesondere weist der Wechselwerkzeugkörper 72 in den vier Eckbereichen desselben Wechselhalter-Abstützabschnitte 106 auf, welche im Zusammenbauzustand durch die vorangehend beschriebene Wechselwirkung der Eingriffsaussparung 76 des Werkzeugschafts 68 mit den Eingriffsvorsprüngen 82 gegen komplementäre Wechselwerkzeug-Abstützabschnitte 108 der Wechselhalter-Körperteile 36, 38 gepresst werden und somit für eine stabile und spielfreie Abstützung des Wechselwerkzeugkörpers 72 am Wechselhalter 34 sorgen.
Mit dem erfindungsgemäßen Aufbau eines Walzenwerkzeugs, bei welchem lediglich ein jeweiliger Werkzeugträger an einem Trägermantel beispielsweise durch Verschweißen unlösbar festgelegt ist, ist in einfacher Art und Weise die Möglichkeit geschaffen, sowohl den Wechselhalter, als auch das an einem jeweiligen Wechselhalter gehaltene Walzenwerkzeug erforderlichenfalls auszutauschen. Da sowohl die den Wechselhalter am Werkzeugträger festlegenden Befestigungsorgane gegen übermäßigen Verschleiß beschützt sind, als auch der Werkzeugträger selbst durch den Wechselhalter gegen Verschleiß durch äußere Einwirkung geschützt ist, kann der Wechselhalter und mit diesem das daran lösbar gehaltene Wechselwerkzeug auch nach längerem Betrieb und dabei herbeigeführtem stärkerem Verschleiß leicht ausgetauscht werden, ohne dabei beispielsweise durch Schweißwerkzeuge oder dergleichen auf den Wechselhalter einwirken zu müssen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2013/107545 A2 [0002, 0030]

Claims

Walzenwerkzeug für eine Bodenbearbeitungswalze einer Bodenbearbeitungsmaschine, umfassend einen an einer Außenumfangsseite eines Trägermantels (26) einer Bodenbearbeitungswalze (20) festzulegenden Werkzeugträger (46), einen an dem Werkzeugträger (46) lösbar festzulegenden Wechselhalter (34) und ein an dem Wechselhalter (34) lösbar festzulegendes Wechselwerkzeug (70; 70').
Walzenwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselhalter (34) zwei Wechselhalter-Körperteile (36, 38) umfasst, wobei bei an dem Werkzeugträger (46) festgelegtem Wechselhalter (34) die beiden Wechselhalter-Körperteile (36, 38) einen den Werkzeugträger (46) aufnehmenden Werkzeugträger-Aufnahmeraum (50) bilden und durch Befestigungsorgane (58) am Werkzeugträger (46) festgelegt sind.
Walzenwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Wechselhalter-Körperteile (36, 38) zueinander im Wesentlichen identisch aufgebaut sind, oder/und dass jedes Wechselhalter-Körperteil (36, 38) eine einen Teil des Werkzeugträger-Aufnahmeraums (50) bereitstellende Werkzeugträger-Aufnahmeaussparung (48) aufweist, oder/und dass jedes Wechselhalter-Körperteil (36, 38) eine einer Außenumfangsseite (24) eines Trägermantels (26) zugewandt zu positionierende, an eine Außenumfangskontur des Trägermantels (26) angepasste Trägermantel-Anlagefläche (40) aufweist.
Walzenwerkzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Wechselhalter-Körperteil (36, 38) durch wenigstens ein Befestigungsorgan (58), vorzugsweise zwei Befestigungsorgane (58), an dem Werkzeugträger (46) festlegbar ist, wobei jedes Wechselhalter-Körperteil (36, 38) in Zuordnung zu jedem dieses an dem Werkzeugträger (46) festlegenden Befestigungsorgan (58) eine Befestigungsorgan-Durchgriffsöffnung (54) mit einem erweiterten Befestigungsorgankopf-Aufnahmebereich (62) aufweist.
Walzenwerkzeug nach einen der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugträger (46) in Zuordnung zu jedem Wechselhalter-Körperteil (36, 38) eine Körperteil-Anlagefläche (98) aufweist und jedes Wechselhalter-Körperteil (36, 38) eine Werkzeugträger-Anlagefläche (100) zur Anlage an der zugeordneten Körperteil-Anlagefläche (98) des Werkzeugträgers (46) aufweist, wobei die Körperteil-Anlageflächen (98) an voneinander abgewandten Seiten des Werkzeugträgers (46) derart angeordnet sind, dass ein gegenseitiger Abstand der Körperteil-Anlageflächen (46) des Werkzeugträgers ausgehend von einer Trägermantel-Anlageseite (94) des Werkzeugträgers (46) zunimmt, vorzugsweise wobei die Körperteil-Anlageflächen (98) bezüglich einer Werkzeugträger-Mittenebene des Werkzeugträgers (46) im Wesentlichen symmetrisch angeordnet sind.
Walzenwerkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugträger-Anlageflächen (100) der beiden Wechselhalter-Körperteile (36, 38) zu den zugeordneten Körperteil-Anlageflächen (98) des Werkzeugträgers (46) derart komplementär angeordnet sind, dass bei am Werkzeugträger (46) festgelegten Wechselhalter-Körperteilen (36, 38) der gegenseitige Abstand der Werkzeugträger-Anlageflächen (100) der beiden Wechselhalter-Körperteile (36, 38) in Richtung von der Trägermantel-Anlageseite (94) des Werkzeugträgers (46) weg zunimmt.
Walzenwerkzeug nach einen der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselhalter (34) eine Wechselwerkzeug-Aufnahmeöffnung (64) zur Aufnahme eines in Richtung einer Schaftlängsachse (S) von einem Wechselwerkzeugkörper (72) sich erstreckenden Werkzeugschafts (68) des an dem Wechselhalter (34) festzulegenden Wechselwerkzeugs (70; 70') aufweist.
Walzenwerkzeug nach Anspruch 2 und Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Wechselhalter-Körperteil (36, 38) eine einen Teil der Wechselwerkzeug-Aufnahmeöffnung (64) bereitstellende Wechselwerkzeug-Aufnahmeaussparung (66) aufweist.
Walzenwerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugschaft (68) eine um die Schaftlängsachse (S) vorzugsweise vollständig umlaufende Eingriffsaussparung (76) aufweist, und dass jedes Wechselhalter-Körperteil (36, 38) im Bereich der Wechselwerkzeug-Aufnahmeaussparung (66) einen in die Eingriffsaussparung (76) eingreifend zu positionierenden Eingriffsvorsprung (82) aufweist, vorzugsweise wobei die Eingriffsvorsprünge (82) der beiden Wechselhalter-Körperteile (36, 38) bei an dem Werkzeugträger (46) festgelegtem Wechselhalter (34) zusammen einen im Wesentlichen ringartigen Eingriffsbereich (84) bilden.
Walzenwerkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingriffsaussparung (76) in Richtung von dem Wechselwerkzeugkörper (72) weg durch eine Eingriffsaussparungstirnfläche (80) begrenzt ist, wobei die Eingriffsaussparungstirnfläche (80) bezüglich der Schaftlängsachse (S) derart angewinkelt ist, dass ein Abstand der Eingriffsaussparungstirnfläche (80) zum Wechselwerkzeugkörper (72) ausgehend von einem Aussparungsboden (78) zunimmt.
Walzenwerkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Wechselhalter-Körperteil (36, 38) der Eingriffsvorsprung (82) durch eine Eingriffsvorsprungstirnfläche (86) begrenzt ist, wobei bei an dem Wechselhalter (34) festgelegtem Wechselwerkzeug (70; 70') die Eingriffsvorsprungstirnfläche (86) in Richtung von dem Wechselwerkzeugkörper (72) weg orientiert ist und bezüglich der Schaftlängsachse (S) derart angewinkelt ist, dass ein Abstand der Eingriffsvorsprungstirnfläche (86) zum Wechselwerkzeugkörper (72) in Richtung zu einem Vorsprungscheitel (83) des Eingriffsvorsprungs (82) abnimmt.
Walzenwerkzeug nach der Ansprüche 7-11, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Wechselhalter (34) eine die Wechselwerkzeug-Aufnahmeöffnung (64) umgebende Wechselwerkzeug-Abstützfläche (92) vorgesehen ist.
Walzenwerkzeug nach Anspruch 12, sofern auf Anspruch 2 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Wechselhalter-Körperteil (36, 38) eine Teilfläche (93) der Wechselwerkzeug-Abstützfläche (92) vorgesehen ist.
Walzenwerkzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei an dem Werkzeugträger (46) festgelegtem Wechselhalter (34) und an dem Wechselhalter (34) festgelegtem Wechselwerkzeug (70; 70') das Wechselwerkzeug (70; 70') mit einem Abstützbereich (88) in Anlage an dem Wechselhalter (34) vorgespannt ist.
Walzenwerkzeug nach Anspruch 14, sofern auf Anspruch 9 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass das Wechselwerkzeug (70; 70') durch die in die Eingriffsaussparung (76) eingreifenden Eingriffsvorsprünge (82) mit seinem Abstützbereich (88) in Anlage an dem Wechselhalter (34) vorgespannt ist.
Walzenwerkzeug nach Anspruch 14 oder 15, sofern auf Anspruch 7 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstützbereich (98) an dem Wechselwerkzeugkörper (72) eine den Werkzeugschaft (68) wenigstens bereichsweise umgebende, ringartige Wechselhalter-Abstützfläche (90) umfasst.
Walzenwerkzeug nach Anspruch 14 oder 15, sofern auf Anspruch 7 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstützbereich (88) an dem Wechselwerkzeugkörper (72) eine Mehrzahl von mit radialem Abstand zu der Schaftlängsachse (S) und mit Umfangsabstand um die Schaftlängsachse (S) zueinander angeordneten Wechselhalter-Abstützabschnitten (106) aufweist.
Walzenwerkzeug nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Wechselhalter (34) in Zuordnung zu jedem Wechselhalter-Abstützabschnitt (106) ein Wechselwerkzeug-Abstützabschnitt (108) vorgesehen ist.
Bodenbearbeitungswalze, umfassend einen einen Trägermantel (26) bereitstellenden Walzenmantel (24) und eine Mehrzahl von Walzenwerkzeugen (32) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Werkzeugträger (46) von jedem der Walzenwerkzeuge (32) an dem Walzenmantel (24) vorzugsweise durch Materialschluss festgelegt ist.
Umkleidung für eine Bodenbearbeitungswalze, umfassend eine Mehrzahl von einen Trägermantel (26) bereitstellenden und einen Walzenmantel (24) einer Bodenbearbeitungswalze (20) umkleidend anzuordnenden Umkleidungssegmenten (28) und eine Mehrzahl Walzenwerkzeugen (32) nach einem der Ansprüche 1-18, wobei der Werkzeugträger (46) von jedem der Walzenwerkzeuge (32) an einem der Umkleidungssegmente (28) vorzugsweise durch Materialschluss festgelegt ist.