DE102022103022A1

DE102022103022A1 - Anbau-Bodenabtragsvorrichtung mit geteiltem Seitenschild

Info

Publication number: DE102022103022A1
Application number: DE102022103022.9A
Authority: DE
Inventors: Stefan Abresch; Marcel Joisten
Original assignee: Wirtgen GmbH
Current assignee: Wirtgen GmbH
Priority date: 2022-02-09
Filing date: 2022-02-09
Publication date: 2023-08-10
Also published as: CN116575522A; CN219471044U; US20230250597A1; EP4227464A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anbau-Bodenabtragsvorrichtung (10), umfassend:- einen Arbeitsantrieb (16), welcher zur Rotation um eine Arbeitsachse (A) ausgebildet ist, und- ein Vorrichtungsgehäuse (12) mit einem Trägerteil (14), an welchem der Arbeitsantrieb (16) aufgenommen ist, wobei das Vorrichtungsgehäuse (12) eine Basisstruktur (30) aufweist, von welcher das Trägerteil (14) wenigstens einen Abschnitt bildet, wobei das Vorrichtungsgehäuse weiter ein quer zur Arbeitsachse (A) verlaufendes erstes Seitenschild (18) und ein zweites Seitenschild (70) aufweist, wobei das erste Seitenschild (18) und das zweite Seitenschild (70) jeweils einen ersten bzw. einen zweiten Bodenkontaktabschnitt (76) aufweisen, wobei jeder Bodenkontaktabschnitt (36, 76)- während einer abtragenden Bodenbearbeitung den Boden kontaktiert, und- relativ zu der Basisstruktur (30) quer zur Arbeitsachse (A) translatorisch verlagerbar und um eine Schwenkachse (P1, P2) schwenkbeweglich aufgenommen ist.Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass wenigstens ein Seitenschild (18, 70) ein relativ zur Basisstruktur (30) quer zur Arbeitsachse (A) translatorisch verlagerbares Hubbauteil (32, 72) und ein gemeinsam mit diesem translatorisch verlagerbares und relativ zum Hubbauteil (32, 72) um die Schwenkachse (P1, P2) schwenkbewegliches Schwenkbauteil (34, 74) aufweist, wobei der Bodenkontaktabschnitt (36, 76) des Seitenschilds (18, 70) mittelbar mit dem Hubbauteil (32, 72) verbunden ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anbau-Bodenabtragsvorrichtung zur lösbaren Verbindung mit einem Arbeitsfahrzeug. Die nachfolgend verkürzt auch nur als „Bodenabtragsvorrichtung“ bezeichnete Anbau-Bodenabtragsvorrichtung umfasst:

- einen Arbeitsantrieb mit einem Abtriebsbauteil, wobei das Abtriebsbauteil sowohl zur drehmomentübertragenden Kopplung mit einem im Abtragsbetrieb rotierenden Abtragswerkzeug als auch zur Rotation um eine Arbeitsachse ausgebildet ist, wobei die Arbeitsachse eine längs der Arbeitsachse verlaufende axiale Richtung, orthogonal zur Arbeitsachse verlaufende radiale Richtungen und eine um die Arbeitsachse verlaufende Umfangsrichtung definiert, und
- ein Vorrichtungsgehäuse mit einem Trägerteil, an welchem der Arbeitsantrieb aufgenommen ist, wobei das Vorrichtungsgehäuse eine Basisstruktur aufweist, von welcher das Trägerteil wenigstens einen Abschnitt bildet,

- zu einem Kontakt mit dem zu bearbeitenden Boden während einer abtragenden Bodenbearbeitung der Anbau-Bodenabtragsvorrichtung ausgebildet ist, und
- relativ zu der Basisstruktur quer zur Arbeitsachse translatorisch verlagerbar und um eine mit der Arbeitsachse einen Winkel von nicht mehr als 25° einschließende Schwenkachse schwenkbeweglich aufgenommen ist.

Eine solche Anbau-Bodenabtragsvorrichtung ist aus der EP 1 222 333 B1 oder aus der zur selben Familie gehörenden WO 2001/025545 A bekannt.
Die Seitenschilde dieser bekannten Bodenabtragsvorrichtung sind einstückig ausgebildet und sind auch einstückig mit dem Bodenkontaktabschnitt ausgebildet. Durch einen in einem ersten Langloch geführten Hubzapfen eines relativ zur Basisstruktur schwenkbaren Exzenterhebels eines Hubantriebs können die bekannten Seitenschilde orthogonal zur Arbeitsachse bewegt werden. Durch Schwenkverlagerung des Hubzapfens wird auch die Abtragstiefe eingestellt. Während eines Abtragsbetriebs kontaktiert der Bodenkontaktabschnitt eines Seitenschilds den zu bearbeitenden Boden. Das Maß, mit welchem das Abtragswerkzeug den Bodenkontaktabschnitt aus dem Vorrichtungsgehäuse heraus überragt, bestimmt die Abtragstiefe.
Die bekannten Seitenschilde weisen ein zweites Langloch auf, in welches ein basisstrukturfester Führungszapfen eingreift. Der basisstrukturfeste Führungszapfen und der Hubzapfen des Exzenterhebels verlaufen parallel. Die gekrümmten Langlöcher, in die die beiden Zapfen jeweils eingreifen, verlaufen zueinander um eine zu den Zapfen parallele Verdrehachse verdreht, sodass die beiden Zapfen die Lage eines im Wesentlichen ebenen Seitenschilds orthogonal zur Erstreckungsrichtung der beiden Zapfen relativ zur Basisstruktur definieren. Die beiden Langlöcher in welche die beiden Zapfen jeweils eingreifen sind um eine gemeinsame Krümmungsachse gekrümmt ausgebildet. Die Seitenschilde können daher relativ zur Basisstruktur um die Krümmungsachse rotieren, wobei der maximal mögliche Rotationswinkel der Rotation durch die Länge des kürzesten Langlochs vorgegeben ist.
Die Ausgestaltung der bekannten Seitenschilde und der Basisstruktur ist dabei derart, dass die Krümmungsachse der Langlöcher idealerweise mit der Arbeitsachse zusammenfällt. Dadurch kann sich ein selbstfahrendes Arbeitsfahrzeug, welches die Anbau-Bodenabtragsvorrichtung während eines Bodenabtrags trägt, in einer Nickbewegung um die Nickachse neigen, was bei derartigen Bodenabtragsvorgängen häufig passiert, ohne dass diese Nickbewegung die effektive Abtragstiefe der Bodenabtragsvorrichtung verändert. Die die Abtragstiefe festlegenden Seitenschilde drehen unter der Einwirkung des sich um die Nickachse neigenden Arbeitsfahrzeugs um die durch die gemeinsame Krümmungsachse der beiden Langlöcher definierte Schwenkachse. Je näher diese bei der Arbeitsachse liegt, desto weniger Einfluss hat die Nickbewegung auf die Abtragstiefe.
Aufgrund der gleitenden Kopplung von Zapfen und gekrümmten Langlöchern können die Seitenschilde an der bekannten Bodenabtragsvorrichtung relativ zur Basisstruktur, welche den Arbeitsantrieb trägt, nur entweder eine rein rotatorische passive Bewegung, angetrieben durch die beschriebene Nickbewegung des Arbeitsfahrzeugs, oder eine durch den Hubantrieb bewirkte kombinierte translatorische und rotatorische Bewegung ausführen.
Eine weitere Anbau-Bodenabtragsvorrichtung ist aus der EP 3 350 373 B1 bekannt. Deren Seitenschild weist ebenfalls Langlöcher auf, in denen ein Hubzapfen und ein Führungszapfen gleitend aufgenommen und geführt sind. Auch dieses Seitenschild ist somit relativ zur Basisstruktur lageveränderlich. Der Unterschied zwischen dieser Bodenabtragsvorrichtung und der vorgenannten liegt darin, dass der Führungszapfen dieser Bodenabtragsvorrichtung koaxial mit der Arbeitsachse angeordnet ist, sodass nur das Langloch des Seitenschilds, in welches der Hubzapfen eingreift, gekrümmt ausgebildet ist, während das Langloch, in welches der Führungszapfen eingreift, ein geradliniges Langloch ist.
Als weiterer Stand der Technik wird auf die DE 101 05 475 C1 verwiesen, welche eine Grabenfräse mit einem nur um die Arbeitsachse schwenkbaren Seitenschild mit Zylinder-Sektorgestalt offenbart. Das ausschließlich schwenkbare Seitenschild wird durch einen Gleitbügel um eine zur Arbeitsachse parallele Schwenkachse verschwenkt. Der Gleitbügel ist an einem Tragarm der Basisstruktur der Grabenfräse mit Abstand von der Arbeitsachse zur ausschließlichen Schwenkbewegung um eine zur Arbeitsachse parallel Bügelschwenkachse angelenkt. Der Gleitbügel ist wiederum durch einen Gelenkhebel mit dem schwenkbaren Seitenschild gekoppelt. Die Frästiefe der bekannten Grabenfräse wird durch Begrenzung des Schwenkbewegungswegs des Gleitbügels erreicht. Der Gleitbügel und nicht das schwenkbare Seitenschild weist dabei einen Bodenkontaktabschnitt auf. Das Seitenschild selbst der bekannten Grabenfräse hat in der Regel während eines Bodenantrags keinen Bodenkontakt.
Die Bodenkontaktabschnitte der Seitenschilde unterliegen aufgrund ihres Bodenkontakts sowie aufgrund ihrer Nähe zum Abtragswerkzeug, von welchem während eines Abtragsbetriebs mit hoher Geschwindigkeit abrasive Abtragskörner aus häufig mineralischem Bodenmaterial weggeschleudert werden, einem hohen Verschleiß. Ein Austausch verschlissener Bodenkontaktabschnitte erfordert stets einen Austausch des gesamten Seitenschilds. Dieser Austausch ist aufgrund der Ausbildung des Seitenschilds in der Regel aus Stahl aufwendig und erfordert viel Kraft, gegebenenfalls unter Einsatz von Hubzeugen.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Anbau-Bodenabtragsvorrichtung derart weiterzubilden, dass sie flexibler anwendbar und einfacher zu warten bzw. zu reparieren ist.
Diese Aufgabe wird an einer Anbau-Bodenabtragsvorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass wenigstens ein Seitenschild aus dem ersten und dem zweiten Seitenschild mehrteilig ausgebildet ist und ein relativ zur Basisstruktur quer zur Arbeitsachse translatorisch verlagerbares Hubbauteil sowie ein gemeinsam mit dem Hubbauteil translatorisch verlagerbares und relativ zum Hubbauteil um die Schwenkachse schwenkbewegliches Schwenkbauteil aufweist, wobei der Bodenkontaktabschnitt des Seitenschilds mittelbar unter Zwischenanordnung des Schwenkbauteils mit dem Hubbauteil verbunden ist.
Durch die mehrteilige Ausbildung des Seitenschilds reicht es im Falle einer Austauschbedürftigkeit eines Bodenkontaktabschnitts in vorteilhafter Weise aus, nur das den Bodenkontaktabschnitt aufweisende Bauteil des Seitenschilds auszutauschen, während andere Bauteile des Seitenschilds, welche üblicherweise einem geringeren Verschleiß als der Bodenkontaktabschnitt unterliegen, am Vorrichtungsgehäuse verbleiben können. So kann beispielsweise das Hubbauteil, welches durch seine Lage relativ zur Basisstruktur die Einstellung der Abtragstiefe der Bodenabtragsvorrichtung im Abtragsbetrieb bestimmt, am Vorrichtungsgehäuse verbleiben, da der Bodenkontaktabschnitt nicht unmittelbar an dem Hubbauteil ausgebildet, sondern nur mittelbar mit diesem verbunden ist.
Nachfolgend wird die Anbau-Bodenabtragsvorrichtung in ihrer Grundkonstruktion kurz erläutert:

Der Arbeitsantrieb ist bevorzugt ein Motor mit rotatorischem Ausgabeglied, insbesondere mit Abtriebswelle. Bevorzugt ist der Arbeitsantrieb ein Hydraulikmotor. Der Arbeitsantrieb kann abweichend davon auch ein Elektromotor oder ein Verbrennungsmotor sein.

In der Regel wird der Arbeitsantrieb unabhängig von seiner physikalischen Wirkungsweise von dem Arbeitsfahrzeug mit Antriebsenergie versorgt. Hierzu weist die Anbau-Bodenabtragsvorrichtung bevorzugt entsprechende Leitungen mit Leitungskupplungen auf, welche mit entsprechenden Gegenkupplungen am Arbeitsfahrzeug zur Übertragung von Energie kuppelbar sind. Die Leitungskupplungen können beispielsweise Kupplungen von Hydraulikleitungen oder von elektrischen Leitungen sein.
Das Abtriebsbauteil ist ein vom Arbeitsantrieb angetriebenes Bauteil, mittels welchem Antriebsenergie auf das Abtragswerkzeug übertragen werden kann. Das Abtriebsbauteil kann in einem besonders einfachen Fall eine zur Rotation bereitgestellte Abtriebswelle des Arbeitsantriebs sein. Bevorzugt ist das Abtriebsbauteil ein zur gemeinsamen Rotation mit der Abtriebswelle gekoppelter Flansch, mit welchem ein für die jeweilige Abtragsaufgabe besonders geeignetes Abtragswerkzeug zur Übertragung von Drehmoment zu diesem verbunden werden kann und zur Erfüllung von Abtragsaufgaben verbunden sein wird.
Das Abtragswerkzeug kann eine Fräswalze sein, mit einem Walzenmantel, welcher mit Schneidwerkzeugen bestückt ist, etwa mit Fräsmeißeln. Die Fräsmeißel werden dann im Abtragsbetrieb um die Arbeitsachse rotiert und tragen durch Eingriff in den Boden Material von diesem ab. Die Fräswalze weist, bevorzugt radial innerhalb ihres Walzenmantels, einen Verbindungsflansch auf, mit welchem sie mit dem Abtriebsbauteil, bevorzugt lösbar, verbindbar ist.
Alternativ kann das Abtragswerkzeug ein Schneidrad, ein Schneid- oder Sägeblatt sein oder eine Mehrzahl von in axialer Richtung mit Abstand voneinander angeordneten Schneid- oder Sägeblättern. Auch ein solches Abtragswerkzeug weist, bevorzugt radial innerhalb seines Schneidkreises, einen Verbindungsflansch auf. Ein einzelnes Schneid- oder Sägeblatt wird gewählt, wenn lediglich ein Schnitt im Boden ausgeführt werden soll, etwa um eine Bodenscholle als Ganzes vom Boden abzuheben. Die Mehrzahl von mit Abstand voneinander angeordneten Schneid- oder Sägeblättern können beispielsweise verwendet werden, um eine gewünschte Oberflächentextur in die Oberfläche eines Bodens einzuarbeiten, wie beispielsweise zueinander parallele Nuten vorbestimmter Nuttiefe.
Da die vorliegende Erfindung im Wesentlichen die Ausgestaltung wenigstens eines Seitenschilds betrifft, kommt es nicht darauf an, ob die grundsätzlich zur Aufnahme eines Abtragswerkzeugs ausgebildete Bodenabtragsvorrichtung tatsächlich ein Abtragswerkzeug aufweist oder nicht.
Die drehmomentübertragende Kopplung zwischen dem Abtragswerkzeug und dem Abtriebsbauteil wird bevorzugt über lösbare Verbindungsmittel hergestellt, etwa unter Verwendung wenigstens eines Schraubbauteils, etwa unter Verwendung einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung mit Umfangsabstand voneinander und mit radialem Abstand von der Arbeitsachse angeordneten Gewindestiften, wie dies etwa auch von der Kopplung von Fahrzeugrädern mit der Radnabe des Fahrzeugs bekannt ist. Alternativ kann zur Verringerung der Montagearbeit bei der Anordnung oder beim Wechsel eines Abtragswerkzeugs ein zentrales Schraubbauteil, dessen Schraubachse koaxial zur Arbeitsachse verläuft, wie etwa ein zentraler Gewindestift oder eine zentrale Mutter zur Festlegung des Abtragswerkzeugs am Abtriebsbauteil verwendet werden.
Das Vorrichtungsgehäuse dient im Wesentlichen dem Schutz der Umgebung der Bodenabtragsvorrichtung vor Abtragskörnern, welche durch das Abtragswerkzeug aus dem Bodenmaterial herausgelöst werden und unmittelbar im Anschluss an ihr Herauslösen in alle erdenklichen Richtungen mit hoher Geschwindigkeit vom Abtragsort weggeschleudert werden.
Das Trägerteil, welches den Arbeitsantrieb trägt, dient als Koordinatenursprung des Vorrichtungsgehäuses. Jede Bewegung von Bauteilen des Vorrichtungsgehäuses ist in der vorliegenden Anmeldung als Relativbewegung relativ zum Trägerteil bzw. zu der unter Beteiligung des Trägerteils gebildeten Basisstruktur beschrieben. Die Basisstruktur umfasst das Trägerteil und alle starr mit dem Trägerteil verbundenen weiteren Bauteile des Vorrichtungsgehäuses, unabhängig davon, ob diese einstückig mit dem Trägerteil verbunden sind oder an das Trägerteil mittelbar oder unmittelbar montiert sind. Das Trägerteil kann beispielsweise ein Arm oder/und eine Platte sein, an welchem bzw. an welcher der Antriebsmotor aufgenommen und drehmomentmäßig abgestützt ist.
Das Vorrichtungsgehäuse kann außerdem ein Mantelschild aufweisen, welches sich mit Abstand von der Arbeitsachse in Umfangsrichtung über einen Umfangsabschnitt hinweg um diese herum erstreckt. Das Mantelschild umgibt dann mit radialem Abstand die um die Arbeitsachse rotierenden Schneidwerkzeuge am Abtragswerkzeug. Da das Abtragswerkzeug in Bodeneingriff gelangen können muss, umgibt das Mantelschild das Abtragswerkzeug nicht geschlossen umlaufend, sondern lediglich über einen Umfangsabschnitt hinweg, welcher kleiner als ein Vollkreis ist. Das Mantelschild umgibt somit einen Aufnahmeraum zur Aufnahme des Abtragswerkzeugs. Das Mantelschild ist bevorzugt wenigstens teilweise Teil der Basisstruktur, kann jedoch relativ zur Basisstruktur bewegliche Bauteile, wie beispielsweise Wartungsklappen, aufweisen. Beispielsweise kann das Trägerteil an einem axialen Endbereich des Mantelschilds angeordnet sein. Ein mit dem Antriebsbauteil verbundenes Abtragswerkzeug kragt dann von diesem axial einseitig aus. Bei nur einem Schneid- bzw. Sägeblatt erstreckt sich das axial einseitige Auskragen nur über die Dicke des Blatts. Bei einer Fräswalze oder der oben beschriebenen Mehrzahl von Schneid- bzw. Sägeblättern kann das axial einseitige Auskragen jedoch zu einem nicht zu vernachlässigen Kippmoment am Abtriebsbauteil führen, welches durch konstruktive Maßnahmen entsprechend abgestützt werden muss.
Das Mantelschild befindet sich, sofern vorhanden, axial zwischen dem ersten und dem zweiten Seitenschild. Die Seitenschilde schließen sich bevorzugt axial an den vom Mantelschild umgebenen Aufnahmeraum des Abtragswerkzeugs beiderseits des Aufnahmeraums an. Axial zwischen einem Seitenschild und dem Aufnahmeraum kann das Trägerteil oder/und allgemein ein Abschnitt der Basisstruktur, wie etwa eine mit dem Mantelschild verbundene, quer zur Arbeitsachse orientierte starre Gehäusewand, gelegen sein. Auf der Seite des Arbeitsantriebs bzw. auf der dem Arbeitsantrieb näher gelegenen axialen Seite des Aufnahmeraums des Abtragswerkzeugs kann ein den Aufnahmeraum begrenzender Abschnitt der Basisstruktur mit einer den Abschnitt axial durchsetzenden Durchbrechung ausgebildet sein, um beispielsweise den Arbeitsantrieb in der Durchbrechung aufzunehmen oder um Betriebsfluide, wie etwa Hydraulikflüssigkeit oder/und Schmiermittel oder/und Kühlmittel durch die Durchbrechung hindurch zu leiten. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Arbeitsantrieb ganz oder teilweise im Aufnahmeraum des Abtragswerkzeugs angeordnet ist.
Die Seitenschilde der vorliegend diskutierten Anbau-Bodenabtragsvorrichtung bestimmen aufgrund ihrer Relativstellung relativ zur Basisstruktur und damit relativ zur Arbeitsachse die Abtragstiefe, mit welcher das Abtragswerkzeug im Abtragsbetrieb Bodenmaterial ausgehend von der zur Bodenabtragsvorrichtung hinweisenden Bodenoberfläche abträgt. Aus diesem Grunde ist das translatorisch verlagerbare Hubbauteil des wenigstens einen Seitenschilds bevorzugt in Selbsthemmung mit einem Hubantrieb zur translatorischen Verstellung des Hubbauteils verbunden. Dann kann das das Hubbauteil und damit das Seitenschild nur durch den Hubantrieb translatorisch verlagert werden, nicht jedoch durch eine von der Basisstruktur auf das Seitenschild ausgeübte Kraft, wie beispielsweise eine Gewichtskraft der Basisstruktur und gegebenenfalls ein Gewichtskraftanteil eines mit der Bodenabtragsvorrichtung verbundenen Arbeitsfahrzeugs oder/und wie eine Abtrags-Reaktionskraft des Abtragswerkzeugs.
Die Selbsthemmung zwischen dem Hubbauteil und einem Ausgabeteil eines Hubantriebs kann durch Wahl eines Kontaktwinkels zwischen dem Hubbauteil und dem Ausgabeteil abhängig von der Werkstoffpaarung zwischen Hubbauteil und Ausgabebauteil und damit abhängig vom wirksamen Reibkoeffizienten zwischen den genannten Bauteilen erreicht werden. Dieser Kontaktwinkel kann der Steigungswinkel eines Gewindetriebs sein, falls der Hubantrieb einen Gewindetrieb umfasst. Der Kontaktwinkel kann auch der Steigungswinkel einer Flanke eines Langlochs sein, in welches der Hubzapfen eingreift und längs welcher Flanke der Hubzapfen während einer translatorischen Verlagerung des Hubbauteils gleitet, etwa wenn der Hubantrieb einen im Stand der Technik zu diesem Zweck bereits bekannten Exzenterhebel aufweist. Wenngleich in diesem letztgenannten Fall der Hubzapfen bevorzugt am Exzenterhebel getragen ist und von diesem vorsteht, besonders bevorzugt orthogonal zur translatorischen Bewegungsrichtung der Hubbewegung vorsteht, soll nicht ausgeschlossen sein, dass am Exzenterhebel das Langloch ausgebildet sein kann und der Hubzapfen vom Hubbauteil vorsteht.
Alternativ kann die translatorische Festlegung des Hubbauteils relativ zur Basisstruktur durch den Hubaktuator erfolgen, in dem der Hubaktuator für eine Bewegung gesperrt wird. Dies kann durch Formschlusseingriff oder Reibschlusseingriff eines zwischen Sperreingriffs und Freigabe schaltbaren Sperrglieds mit einem Ausgabeglied des Hubaktuators realisiert sein. Dies kann bei dem bevorzugten hydraulischen Hubaktuator durch entsprechende schaltbare Sperrventile erfolgen, welche den im Hubaktuator herrschenden Hydraulikdruck bzw. das im Hubaktuator vorhandene Hydraulikfluid von dem grundsätzlich an den hydraulischen Hubaktuator angeschlossenen Hydraulikölkreislauf trennen.
Die Seitenschilde bestimmen nicht nur die Abtragstiefe der Bodenabtragsvorrichtung im jeweiligen Abtragsbetrieb, sondern schließen auch etwaig vorhandene Spalte zwischen der Basisstruktur und der Bodenoberfläche des zu bearbeitenden Bodens axial so gut wie möglich ab. Aufgrund der Einstellbarkeit der Abtragstiefe besteht ein solcher Spalt zwischen Basisstruktur und Bodenoberfläche nahezu unvermeidlich.
Wenngleich nicht ausgeschlossen sein soll, dass zwischen dem Schwenkbauteil und dem Hubbauteil wenigstens ein Zwischenbauteil angeordnet ist, welches an einer Seite mit dem Hubbauteil und an seiner anderen Seite mit dem Schwenkbauteil gekoppelt ist, so ist zur Verringerung des Montageaufwands für eine Herstellung der Bodenabtragsvorrichtung bevorzugt, wenn das Schwenkbauteil unmittelbar am Hubbauteil um die Schwenkachse schwenkbeweglich gelagert ist. Hierzu kann ein Bauteil aus Hubbauteil und Schwenkbauteil wenigstens ein gekrümmtes Langloch, vorzugsweise eine Mehrzahl von gekrümmten Langlöchern aufweisen, in welches bzw. in welche jeweils ein vom jeweils anderen Bauteil aus Hubbauteil und Schwenkbauteil abstehender Führungszapfen einragt. Die Krümmung des wenigstens einen Langlochs ist so gewählt, dass die Krümmungsachse des wenigstens einen Langlochs, vorzugsweise der Mehrzahl von Langlöchern, die Schwenkachse des Schwenkbauteils ist. Zusätzlich oder alternativ kann das Schwenkbauteil über einen ein Schwenklager bildenden Schwenkzapfen am Hubbauteil schwenkbeweglich gelagert sein, wobei die Achse des Schwenkzapfens koaxial zur Schwenkachse ist. Dabei ist frei wählbar, ob das Hubbauteil den Schwenkzapfen trägt und das Schwenkbauteil eine den Schwenkzapfen umgebende Gleitbuchse oder umgekehrt.
Bevorzugt weist der wenigstens eine Führungszapfen einen vom Langloch umgebenen Gleitabschnitt und einen Sperrabschnitt auf, wobei der Sperrabschnitt eine größere zur Führungszapfenachse orthogonale Abmessung, insbesondere Durchmesser, aufweist als der Gleitabschnitt, und eine größere zur Führungszapfenachse orthogonale Abmessung aufweist als das vom Gleitabschnitt durchsetzte Langloch. Der Gleitabschnitt eines Führungszapfens liegt dann längs der Führungszapfenachse zwischen dem Sperrabschnitt und dem den Führungszapfen tragenden Bauteil. Durch den Sperrabschnitt kann der Führungszapfen Querkräfte mit Wirkung längs der Arbeitsachse aufnehmen und abstützen. Bevorzugt ist daher zur Verbesserung der Fähigkeit, Querkräfte aufzunehmen, mehr als ein Führungszapfen mit Gleitabschnitt und Sperrabschnitt vorgesehen, besonders bevorzugt zur Vermeidung von aus Querkräften resultierenden Kippmomenten in Vorschubrichtung der Bodenabtragsvorrichtung beiderseits einer die Arbeitsachse enthaltenden und zur Oberfläche des zu bearbeitenden Bodens orthogonalen Ebene. An der nicht mit einem Arbeitsfahrzeug verbundenen Bodenabtragsvorrichtung ist die Vorschubrichtung und die Ausrichtung der Oberfläche des zu bearbeitenden Bodens am jeweiligen Bodenkontaktabschnitt des Seitenschilds zu erkennen. Ein Bodenkontaktabschnitt weist in der Regel eine zum Kontakt mit dem zu bearbeitenden Boden ausgebildete Kontaktfläche oder/und zum Kontakt mit dem zu bearbeitenden Boden ausgebildete Aufstandsorte auf. Die Vorschubrichtung ist dann eine parallel zu der Kontaktfläche bzw. parallel zu einer durch die Gesamtheit der Aufstandsorte definierten virtuellen Bodenoberfläche gelegene, orthogonal zur Arbeitsachse verlaufende Richtung. Die Bodenoberfläche ist unmittelbar durch die Kontaktfläche bzw. durch die genannte virtuelle Bodenoberfläche bestimmt.
Auch der Schwenkzapfen, so vorhanden, kann einen Sperrabschnitt aufweisen, welcher eine größere zur Schwenkzapfenachse orthogonale Abmessung, insbesondere Durchmesser, aufweist als eine vom Schwenkzapfen durchsetzte Gleitöffnung, insbesondere Gleitbuchse, sodass auch der Schwenkzapfen in Richtung der Arbeitsachse wirkende Querkräfte aufnehmen kann. Die Gleitöffnung, insbesondere die Gleitbuchse, ist dann längs der Längsachse des Schwenkzapfens zwischen dem den Schwenkzapfen tragenden Bauteil und dem Sperrabschnitt des Schwenkzapfens gelegen.
Ebenso kann grundsätzlich vorgesehen sein, dass zwischen dem Schwenkbauteil und dem Bodenkontaktabschnitt wenigstens ein weiteres Bauteil vorgesehen ist, welches einerseits mit dem Schwenkbauteil und andererseits mit dem Bodenkontaktabschnitt verbunden ist. Wiederum ist es zur Verringerung des Aufwands an Montage und Bauteilen bevorzugt, wenn das Schwenkbauteil den Bodenkontaktabschnitt aufweist.
Der Bodenkontaktabschnitt kann an das Schwenkbauteil anmontiert sein oder kann stoffschlüssig mit dem Schwenkbauteil verbunden sein, beispielsweise durch Schweißen, oder kann einstückig mit dem Bodenkontaktabschnitt ausgebildet sein, etwa als Stirnfläche eines plattenförmigen Schwenkbauteils.
Grundsätzlich kann weiter daran gedacht sein, dass zwischen dem Hubbauteil und der Basisstruktur wenigstens ein weiteres Zwischenbauteil vorgesehen ist, sodass das Hubbauteil unmittelbar an dem Zwischenbauteil translatorisch verlagerbar geführt ist und dadurch eine translatorische Relativbeweglichkeit zum Hubbauteil aufweist. Mit dem Ziel, die vorliegend diskutierte Bodenabtragsvorrichtung mit möglichst geringem Aufwand an Material und Montage herzustellen, ist es jedoch bevorzugt, wenn das Hubbauteil an der Basisstruktur translatorisch verlagerbar geführt ist. Hierzu kann wenigstens eine Führungsformation an der Basisstruktur vorgesehen sein, welche mit einer Führungsgegenformation am Hubbauteil zusammenwirkt. Die Führungsformation kann einstückig mit der Basisstruktur ausgebildet sein, etwa durch Einfräsen einer Führungsnut in eine zum Hubbauteil hinweisende Oberfläche der Basisstruktur, oder die Führungsformation kann an einem Führungsbauteil realisiert sein, welches an die Basisstruktur anmontiert ist. Entsprechendes gilt mutatis mutandis für die Führungsgegenformation am Hubbauteil.
Wenngleich grundsätzlich eine translatorische Wälzkörperführung zwischen Basisstruktur und Hubbauteil denkbar ist, ist aufgrund der bestimmungsgemäß auftretenden Schmutzbelastung des Hubbauteils und der Basisstruktur eine translatorische Gleitführung zwischen Hubbauteil und Basisstruktur bevorzugt.
Obwohl die translatorische Bewegungsrichtung zur Arbeitsachse geneigt sein kann, etwa wenn das Vorrichtungsgehäuse zu seiner im Abtragsbetrieb dem Boden zugewandten Austrittsöffnung des Abtragswerkzeugs hin aufweitend ausgebildet ist, ist zur Vermeidung von Rückwirkungen von längs der Arbeitsachse wirkenden Kräften auf die translatorische Verlagerbarkeit des Hubbauteils bevorzugt, wenn das Hubbauteil orthogonal zur Arbeitsachse translatorisch verlagerbar ist.
Das Hubbauteil ist dabei für eine effektive Einstellung der Abtragstiefe mit kurzem Hubweg bevorzugt quer, besonders bevorzugt orthogonal, zur Austrittsöffnung des Abtragswerkzeugs und damit zum Ort des Abtragseingriffs des Abtragswerkzeugs mit dem Boden translatorisch verlagerbar.
Alternativ oder bevorzugt zusätzlich ist aus demselben Grunde bevorzugt, wenn die Schwenkachse parallel oder koaxial zur Arbeitsachse orientiert ist. Im Sinne der vorliegenden Anmeldung ist Koaxialität zweier Achsen Parallelität der Achsen mit Abstand 0 zwischen diesen.
Grundsätzlich muss nicht ausgeschlossen sein, dass das Hubbauteil neben der translatorischen Verlagerungsbewegung eine weitere Relativbewegung zur Basisstruktur ausführen kann. Vorteilhaft ist jedoch eine eindeutige Funktionstrennung, gemäß welcher durch das Hubbauteil eindeutig die Abtragstiefe einstellbar ist und durch das Schwenkbauteil eine sichere Abdichtung der Eingriffszone des Abtragswerkzeugs gewährleistet ist. Ersteres kann dadurch erreicht werden, dass das Hubbauteil relativ zur Basisstruktur nur translatorisch verlagerbar ist. Zweites kann dadurch erreicht werden, dass das Schwenkbauteil relativ zum Hubbauteil nur schwenkbeweglich ist.
Um die Auswechselbarkeit des Bodenkontaktabschnitts zu erleichtern, sei es aufgrund von Verschleiß oder sei es aufgrund einer Auswahl eines für die jeweilige Abtragsaufgabe besonders geeigneten Bodenkontaktabschnitts, ist bevorzugt das den Bodenkontaktabschnitt tragende Bauteil des Seitenschilds kleiner ausgebildet als das Hubbauteil. Dann ist sowohl die Bevorratung von Bodenkontaktabschnitten als auch deren Montage aufgrund geringerer Größe und damit geringeren Gewichts erleichtert. Wie oben dargelegt ist, ist es bevorzugt, dass der Bodenkontaktabschnitt am Schwenkbauteil vorgesehen ist, aus Stabilitätsgründen besonders bevorzugt stoffschlüssig mit dem Schwenkbauteil verbunden. Somit kann der Umstand, dass das Schwenkbauteil kleiner als das Hubbauteil ist, einfach dadurch ausgedrückt sein, dass die in Richtung der Schwenkachse von der Basisstruktur wegweisende Oberfläche des Schwenkbauteils weniger als 40 %, vorzugsweise weniger als 30 %, der in Richtung der Schwenkachse von der Basisstruktur wegweisende Oberfläche des Hubbauteils aufweist. Als im Wesentlichen flächige Bauteile ist die in Richtung der Schwenkachse weisende Oberfläche ein gutes Maß für die Größe und das Gewicht des betroffenen Bauteils.
Im Stand der Technik ist stets bevorzugt, dass die Schwenkachse des Bodenkontaktabschnitts möglichst nahe bei der Arbeitsachse liegt, vorzugsweise koaxial zur Arbeitsachse ist. Die vorteilhafte Verwendung eines möglichst kleinen Schwenkbauteils erschwert allerdings die Anordnung der Schwenkachse koaxial zur Arbeitsachse. Eine ausreichende Abdichtung der Eingriffszone des Abtragswerkzeugs zur Außenumgebung hin kann jedoch auch dadurch sichergestellt werden, dass die Schwenkachse bei einer translatorischen Verlagerung des Hubbauteils über dessen gesamten betriebsgemäßen Verlagerungsweg hinweg stets auf derselben Seite einer die Arbeitsachse enthaltenden und zur einer Projektion des translatorischen Verlagerungswegs längs der Arbeitsachse orthogonalen Schwellenebene gelegen ist. Durch die Hubbewegung des Hubbauteils ändert sich die Lage der Schwenkachse relativ zur Schwellenebene, wobei bevorzugt die Schwenkachse stets mit Abstand von der Schwellenebene gelegen ist, selbst bei größtmöglicher Annäherung der Schwenkachse an die Schwellenebene unter Ausschöpfung des maximal möglichen Hubwegs. Eine Nickbewegung eines zur Abtragsarbeit mit der Bodenabtragsvorrichtung verbundenen Arbeitsfahrzeugs führt durch den gegebenen Abstand zwischen Schwenkachse und Schwellenebene zwar zu einer effektiven Änderung der Eingriffstiefe des Abtragswerkzeugs in den Boden, jedoch sind diese Änderungen prozentual zur eingestellten Abtragstiefe tolerabel, insbesondere weil die vorliegend diskutierten Anbau-Bodenabtragsvorrichtungen üblicherweise für eher grobe Abtragsarbeit herangezogen werden, bei welchen es auf eine strenge Planität des bearbeiteten Bodens nach Abtrag durch die Bodenabtragsvorrichtung nicht so sehr ankommt.
Mit „betriebsgemäßen Hubweg“ ist der während eines Abtragsbetriebs maximal mögliche Hubweg bezeichnet. Dies soll nicht ausschließen, dass zu Montagezwecken ein vom betriebsmäßigen Hubweg verschiedener Hubweg zur Verfügung steht.
Oben wurde bereits ein Hubantrieb diskutiert, welcher an der Bodenabtragsvorrichtung vorgesehen sein kann, um das Hubbauteil und damit das Seitenschild translatorisch zu verlagern. Vorteilhaft raumsparend kann vorgesehen sein, dass die Basisstruktur einen Hubaktuator trägt, dessen Ausgabeglied mit dem Hubbauteil des wenigstens einen mehrteiligen Seitenschilds kooperiert, um das Hubbauteil translatorisch in entgegengesetzte Richtungen zu verlagern. Insbesondere das Mantelschild als Teil der Basisstruktur bietet ausreichend Aufnahmeraum zur Aufnahme des Hubaktuators. Bevorzugt ist der Hubaktuator auf der Außenseite des Mantelschilds angeordnet, und zwar auf der der Austrittsöffnung für das Abtragswerkzeug zum Bodeneingriff bezüglich der Arbeitsachse entgegengesetzten Seite der Bodenabtragsvorrichtung. Der Hubaktuator kann ein Elektromotor sein, beispielsweise mit Spindeltrieb oder Gewindetrieb. Bevorzugt ist der Hubaktuator eine fluidbetätigte Kolben-Zylinder-Anordnung. Dieser Hubaktuator mit linear-translatorisch bewegbarem Ausgabeglied, sei es Spindel oder sei es Kolbenstange, kann einen um eine zur Schwenkachse, insbesondere auch zur Arbeitsachse, parallele Exzenter-Schwenkachse schwenkbar an der Basisstruktur angelenkten Exzenterhebel verschwenken und somit eine mit Abstand von der Exzenter-Schwenkachse am Exzenterhebel ausgebildete Formationen aus Langloch und Hubzapfen verlagern, um dadurch das mit der jeweils anderen Formation aus Langloch und Hubzapfen versehene Hubbauteil relativ zur Basisstruktur translatorisch zu verlagern. Bevorzugt ist der Hubzapfen am Exzenterhebel angeordnet und das Langloch, vorzugsweise als einfach herzustellendes gerades, ungekrümmtes Langloch, am Hubbauteil.
Während das Hubbauteil zur Einstellung der Abtragstiefe durch den Hubaktuator gezielt in eine gewünschte Relativstellung relativ zur Basisstruktur verbracht wird und dort, wie oben beschrieben, zur Entlastung des Hubaktuators bevorzugt durch Selbstthemmung gehalten ist, ist das Schwenkbauteil bevorzugt relativ zum Hubbauteil passiv schwenkbeweglich am übrigen Vorrichtungsgehäuse, insbesondere am Hubbauteil, gelagert. Somit kann das Schwenkbauteil die Abdichtung der Eingriffsstelle des Abtragswerkzeugs sicherstellen, da es durch äußere Krafteinwirkung, beispielsweise durch eine Nickbewegung des verbundenen Arbeitsfahrzeugs, ohne weiteres relativ zum Hubbauteil verlagert werden kann.
Vorzugsweise ist nicht nur ein Seitenschild in der oben beschriebenen Weise ausgebildet, sondern sind beide Seitenschilde des Vorrichtungsgehäuses wie oben beschrieben und weitergebildet. Alles oben zu dem wenigstens einen Seitenschild Gesagte kann daher an jedem der beiden Seitenschilde realisiert sein. Somit kann sowohl das erste Hubbauteil des ersten Seitenschilds durch eine erste Linearführungsvorrichtung mit einem orthogonal zur translatorischen Verlagerungsbahn zu messenden ersten Führungsabstand als auch das zweite Hubbauteil des zweiten Seitenschilds durch eine zweite Linearführungsvorrichtung mit einem orthogonal zur translatorischen Verlagerungsbahn zu messenden zweiten Führungsabstand relativ zur Basisstruktur translatorisch verlagerbar gelagert sein. Die jeweiligen Führungsabstände sind gebildet zwischen Teilführungsformationen einer Linearführungsformation, insbesondere der oben bereits genannten Gleitführung, um unerwünschte Stick-Slip- oder/und Schubladeneffekte bei der translatorischen Verlagerung des Hubbauteils zu vermeiden. Bevorzugt verläuft die Arbeitsachse, gegebenenfalls verlängert gedacht, zwischen den Teilführungsformationen einer Linearführungsvorrichtung eines Seitenschilds, vorzugsweise jedes Seitenschilds, um die Auswirkungen von um die Arbeitsachse wirkenden Kippmomenten zwischen Hubbauteil und Basisstruktur möglichst gering zu halten.
Zur Vereinfachung von Fertigung und Montage können das erste und das zweite Seitenschild Gleichteile umfassen. Bevorzugt sind das erste und das zweite Hubbauteil Gleichteile oder/und sind das erste und das zweite Schwenkbauteil Gleichteile. Sofern der erste und der zweite Bodenkontaktabschnitt an jeweils gesondert von dem sie tragenden Schwenkbauteil ausgebildeten Kontaktbauteilen realisiert sind, können auch derartige Kontaktbauteile Gleichteile sein.
Da die beiden Seitenschilde mit gleicher Ausrichtung an unterschiedlichen bzw. axial entgegengesetzten Seiten der Basisstruktur montiert werden, wird die Verwendung von Gleichteilen erheblich erleichtert, wenn diese im Wesentlichen eben und bezüglich einer zu ihrer Erstreckungsebene parallelen Spiegelsymmetrieebene spiegelsymmetrisch ausgebildet ist. Dann kann ein Bauteil von beiden Seiten identisch an ein anderes Bauteil oder an die Basisstruktur montiert werden.
Bevorzugt ist die Konstruktion der ersten Linearführung des ersten Seitenschilds, insbesondere des ersten Hubbauteils, an der Basisstruktur von der Konstruktion der zweiten Linearführung des zweiten Seitenschilds, insbesondere des zweiten Hubbauteils, an der Basisstruktur verschieden. Besonders bevorzugt ist der erste Führungsabstand vom zweiten Führungsabstand betragsmäßig verschieden, um den unterschiedlichen konstruktiven Bedingungen an beiden Seitenschilden Rechnung zu tragen. Wie oben bereits dargelegt wurde, verläuft an einer axialen Seite des Vorrichtungsgehäuses wenigstens die Energieversorgung des Arbeitsantriebs durch das betreffende Seitenschild, insbesondere durch dessen Hubbauteil, hindurch. An der anderen axialen Seite des Vorrichtungsgehäuses kann das Seitenschild durch einen größeren oder kleineren Führungsabstand dazu ausgebildet sein, den Aufnahmeraum des Arbeitswerkzeugs im Vorrichtungsgehäuse zugänglich zu machen, um das Arbeitswerkzeug axial aus dem Aufnahmeraum entfernen und in den Aufnahmeraum einbringen und mit dem Abtriebsbauteil verbinden zu können.
Der Bodenkontaktabschnitt kann Gleitkufen umfassen, welche während des Abtragsbetriebs mit einer dem Boden zugewandten Kontaktfläche auf der Oberfläche des zu bearbeitenden Bodens gleitend aufliegt. Alternativ oder zusätzlich kann der Bodenkontaktabschnitt wenigstens eine Rolle aufweisen, welche auf der Oberfläche des zu bearbeitenden Bodens während des Abtragsbetriebs abrollt. Zur Vermeidung von unerwünschtem Verschleiß des Bodenkontaktabschnitts bei besonders abrasiven Bodenoberflächen kann der Bodenkontaktabschnitt eine Mehrzahl von auf der Bodenoberfläche abrollenden Rollen aufweisen, wobei jede Rolle mit ihrem jeweiligen Aufstandsort auf der Bodenoberfläche abrollend oder abrollbereit aufliegt.
Die Verwendung von Gleitkufen, welche wenigstens bei stoffschlüssiger Verbindung mit dem Schwenkbauteil aus den oben genannten Gründen bevorzugt symmetrisch das Schwenkbauteil zu beiden Seiten überragen können, hindert die grundsätzlich ebene Ausbildung des Schwenkbauteils nicht. Die Gleitkufen sind funktionsbedingt in der Regel am Rand des Schwenkbauteils angeordnet, um im Abtragsbetrieb sicher Bodenkontakt zu erhalten.
Eine Rolle als Bodenkontaktabschnitt ist bevorzugt an das Schwenkbauteil anmontiert, besonders bevorzugt lösbar. Bei der Verwendung von Gleichteil-Schwenkbauteilen ist eine Rolle als Bodenkontaktabschnitt von beiden Seiten des Gleichteil-Schwenkbauteils an dieses montierbar.
Da das die Bodenabtragsvorrichtung tragende Antriebsfahrzeug neben seiner gewünschten Vorschubbewegung nicht nur eine Nickbewegung um die Nickachse, sondern auch weitere Bewegungen, etwa eine Rollbewegung um seine Rollachse, ausführen kann, welche ebenfalls nicht zu einem Abheben der Bodenkontaktabschnitte führen soll, weist die Bodenabtragsvorrichtung bevorzugt eine Kopplungsbaugruppe mit einer Kopplungsformation auf, wobei die Kopplungsbaugruppe mit der Kopplungsformation zur lösbaren Kopplung mit einem selbstfahrenden Arbeitsfahrzeug ausgebildet ist, wobei die Kopplungsbaugruppe relativ zur Basisstruktur beweglich mit dieser verbunden ist. Die Relativbeweglichkeit der Kopplungsbaugruppe relativ zur Basisstruktur kann eine Drehbeweglichkeit um eine zur Arbeitsachse orthogonale Drehachse umfassen. Die Arbeitsachse verläuft bei mit einem Arbeitsfahrzeug verbundener Bodenabtragsvorrichtung in der Regel parallel zur Nickachse des Arbeitsfahrzeugs, sodass dann die genannte Drehachse parallel oder überwiegend parallel zur Rollachse des Arbeitsfahrzeugs verläuft.
Die Bodenabtragsvorrichtung oder wenigstens die Basisstruktur kann durch einen Drehaktuator als einen Neigeaktuator aktiv um die zur Arbeitsachse orthogonale Drehachse als eine Neigeachse verstellt und in dieser Neigestellung gehalten werden, etwa um im Boden eine bearbeitete Bodenoberfläche nach Abtrag zu erhalten, welche bezüglich der Vorschubrichtung bei ihrer Erzeugung um die zur Vorschubrichtung parallele Neigeachse geneigt ist.
Die Neigeachse kreuzt oder bevorzugt schneidet die Arbeitsachse. Der Kreuzungspunkt bzw. der Schnittpunkt liegt bevorzugt an der Position der axialen Längsmitte des jeweiligen Abtragswerkzeugs. Dadurch wirkt sich eine Neigung der Basisstruktur bei betragsmäßig gleichen Neigungswinkel in beiden möglichen Neigungssinnen ausgehend von einer Neutralstellung mit einem Neigungswinkel von 0° und zur Nickachse des die Bodenabtragsvorrichtung tragenden Arbeitsfahrzeugs in gleicher Weise aus.
Eine solche Neigung kann alternativ durch betragsmäßig unterschiedliche translatorische Verlagerungsstellungen, insbesondere Hubstellungen, des ersten und des zweiten Seitenschilds relativ zur Basisstruktur realisiert sein. Dann nämlich, wenn die Bodenkontaktabschnitte beider translatorisch unterschiedlich verlagerter Seitenschilde auf dem zu bearbeitenden Boden aufliegen, ist die Arbeitsachse abhängig vom Unterschied der translatorischen Verlagerungsstellungen um die zur Vorschubrichtung parallele Neigeachse geneigt. Hierzu ist es zur Vermeidung von wegen ihrer unvorhersehbaren Kraftrückwirkungen unerwünschten Überbestimmungen vorteilhaft, wenn der um die zur Arbeitsachse orthogonale Neigeachse wirkende Neigeaktuator dann kraftwirkungsfrei in einer Schwimmstellung gehalten ist, wenn die Neigung der Bodenabtragsvorrichtung bzw. ihrer Basisstruktur und damit ihrer Arbeitsachse durch die unterschiedlichen translatorischen Verlagerungsstellungen der Seitenschilde bestimmt sein soll.
Da die Seitenschilde durch ihre translatorische Verlagerungsstellung relativ zur Basisstruktur die Abtragstiefe des Abtragswerkzeugs während eines Bodenabtrags bestimmen, sollten in der Regel nicht beide Seitenschilde gleichzeitig durch ihre jeweiligen Hubaktuatoren kraftwirkungsfrei gestellt werden, sodass sie beide durch äußere Krafteinwirkung relativ zur Basisstruktur translatorisch verlagerbar sind. In diesem Falle wäre die sich einstellende Abtragstiefe immer die maximal mögliche Abtragstiefe der Bodenabtragsvorrichtung.
Im Falle eines gewünschten Bodenabtrags mit einer geneigten Arbeitsachse, welche relativ zur Bodenoberfläche um eine zur Vorschubrichtung parallele Neigeachse in eine von der Parallelität abweichende Neigestellung verstellt ist, kann dies außer durch die zwei bestimmten, betragsmäßig unterschiedlichen translatorischen Verlagerungsstellungen der beiden Seitenschilde bei kraftwirkungsfrei gestelltem Neigeaktuator auch erreicht werden durch Einstellung einer definierten translatorischen Verlagerungsstellung nur eines Seitenschilds, durch Einstellung einer definierten Neigestellung der Basisstruktur durch den Neigeaktuator und durch Kraftwirkungsfrei-Stellen des Hubaktuators des jeweils anderen Seitenschilds. Dann kann sich eine translatorische Verlagerungsstellung des jeweils anderen Seitenschilds unter den gegebenen Randbedingungen frei einstellen.
Dann, wenn es gewünscht ist, Hubaktuatoren gezielt kraftwirkungsfrei zu stellen, um eine sich unter den gegebenen äußeren Einwirkungen frei einstellende translatorische Verlagerungsstellung eines Seitenschilds zu erlauben, ist dieses Seitenschild vorzugsweise nicht selbsthemmend mit seinem zugeordneten Hubaktuator gekoppelt, da ansonsten die Selbsthemmung die erwünschte freie Einstellbarkeit der translatorischen Verlagerungsstellung des Seitenschilds relativ zur Basisstruktur auf Grundlage der am Seitenschild herrschenden Wirkungen zunichte machen würde.
Die Relativbeweglichkeit der Kopplungsbaugruppe relativ zur Basisstruktur kann alternativ oder bevorzugt zusätzlich eine translatorische Verschiebbarkeit der Basisstruktur relativ zur Kopplungsbaugruppe längs einer längs der Arbeitsachse verlaufenden Verschiebebahn umfassen. Bei Betrachtung der Bodenabtragsvorrichtung, angebracht an ein Arbeitsfahrzeug, wobei das Arbeitsfahrzeug auf einem horizontalen, ebenen Untergrund aufsteht, verläuft die Verschiebebahn parallel zur Arbeitsachse und in der Regel auch zur Nickachse des Arbeitsfahrzeugs.
Ein Neigemechanismus, welcher die oben beschriebene Neigebeweglichkeit der Basisstruktur um eine zur Arbeitsachse orthogonale, die Arbeitsachse bevorzugt schneidende Neigeachse bereitstellt, ist bevorzugt gemeinsam mit der Basisstruktur längs der Arbeitsachse verschiebbar. So kann sichergestellt werden, dass sich die relative axiale Lage der Neigeachse relativ zur Arbeitsachse durch eine seitliche Verschiebung der Basisstruktur längs der Arbeitsachse nicht ändert.
Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem ein selbstfahrendes Arbeitsfahrzeug mit einer lösbar mit dem Arbeitsfahrzeug gekoppelten Anbau-Bodenabtragsvorrichtung, wie sie oben beschrieben und weitergebildet ist. Ein Bodeneingriffsbereich der Bodenabtragsvorrichtung für einen abtragenden Bodeneingriff liegt bevorzugt außerhalb eines durch die Bodenaufstandsorte des Fahrwerks des Arbeitsfahrzeugs eingefassten Bodenbereichs. Dadurch ist es grundsätzlich möglich, das Gewicht des Arbeitsfahrzeugs zu nutzen, um die Bodenabtragsvorrichtung und insbesondere ihr Abtragswerkzeug zu dem zu bearbeitenden Boden hin zu belasten.
Bevorzugt weist das Arbeitsfahrzeug einen relativ zum Fahrzeugrahmen beweglichen, insbesondere um die Nickachse schwenkbaren oder/und längs der Gierachse translatorisch bewegbaren, Manipulationsrahmen auf, mit welchem die Bodenabtragsvorrichtung unmittelbar verbunden ist. Im Falle eines mehrachsigen Arbeitsfahrzeugs, was eher die Regel als die Ausnahme sein wird, kann durch Absenken des Manipulationsrahmens zu dem zu bearbeitenden Boden hin die näher bei der Bodenabtragsvorrichtung gelegene Fahrzeugachse entlastet und somit die Bodenabtragsvorrichtung zum Boden hin belastet werden.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert werden. Es stellt dar:

1 eine Aufrissansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Anbau-Bodenabtragsvorrichtung mit Blickrichtung längs der Arbeitsachse auf das erste Seitenschild in dessen vollständig angehobener Betriebsstellung,
2 eine Aufrissansicht der erfindungsgemäßen Ausführungsform der Bodenabtragsvorrichtung von 1 mit Blickrichtung längs der Arbeitsachse auf das dem ersten Seitenschild axial entgegengesetzte zweite Seitenschild in dessen vollständig angehobener Betriebsstellung,
3 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Ausführungsform der Bodenabtragsvorrichtung der 1 und 2 mit Blickrichtung orthogonal zur Arbeitsachse und orthogonal zur Oberfläche eines für einen Bodenabtrag vorgesehenen Bodens,
4 eine Ansicht entsprechend 1, jedoch mit vollständig abgesenktem ersten Seitenschild,
5 eine Ansicht entsprechend 2, jedoch mit vollständig abgesenktem zweiten Seitenschild, und
6 eine Draufsicht entsprechend 3, jedoch bei vollständig abgesenktem ersten und zweiten Seitenschild.

In den 1 bis 6 ist eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Anbau-Bodenabtragsvorrichtung allgemein mit 10 bezeichnet. Die Bodenabtragsvorrichtung 10 weist ein Vorrichtungsgehäuse 12 mit einer zur Zeichenebene der 1 parallelen Gehäusewand 14 als ein Trägerteil auf. Die Gehäusewand 14 trägt einen Arbeitsantrieb 16 in beispielhafter Gestalt eines Hydraulikmotors. In 1 vor der starren Gehäusewand 14 befindet sich ein erstes Seitenschild 18 mit einer zentralen Durchbrechung 20, durch welche hindurch der Betrachter von 1 den Arbeitsantrieb 16 und einen Ausschnitt der Gehäusewand 14 erkennen kann.
In dem Vorrichtungsgehäuse 12 ist eine Fräswalze 22 als ein Abtragswerkzeug um eine zur Zeichenebene von 1 orthogonale Arbeitsachse A drehbar aufgenommen. Die Fräswalze 22 ist durch ihren Schneidkreis S angedeutet, welcher die Spur von Wirkspitzen von Schneidwerkzeugen, beispielsweise Fräsmeißeln, beim Umlauf um die Arbeitsachse A darstellt. Statt der Fräswalze 22 könnte das Abtragswerkzeug ein Schneidblatt oder ein Sägeblatt umfassen. Auch dieses wäre durch seinen Schneidkreis in den 1, 2, 4 und 5 in gleicher Weise repräsentiert wie die Fräswalze 22.
Der Arbeitsantrieb 16 treibt einen Flansch F als ein Abtriebsbauteil des Arbeitsantriebs 16 zur Rotation um die Arbeitsachse A an. Die Fräswalze 22 ist mit dem Flansch F lösbar verbunden.
Ein Mantelschild 24 läuft längs eines Umfangsabschnitts mit radialem Abstand bezogen auf die Arbeitsachse A um die Fräswalze 22 um, um eine unmittelbare Erreichbarkeit der Fräswalze 22 mit ihren Schneidwerkzeugen von außen aus Gründen der Arbeitssicherheit zu verhindern, und um ebenfalls aus Gründen der Arbeitssicherheit die Umgebung U der Bodenabtragsvorrichtung 10 vor im bestimmungsgemäßen Abtragsbetrieb abgetragenen Körnern aus mineralischem und daher abrasivem Bodenmaterial zu schützen. Derartige Abtragskörner haben unmittelbar nach dem Abtrag eine sehr hohe kinetische Energie.
Mit einer ebenfalls zum Vorrichtungsgehäuse 12 gehörenden Rückenplatte 26 weist die Bodenabtragsvorrichtung 10 in einem an einem selbstfahrenden Arbeitsfahrzeug V aufgenommenen Zustand zu dem Arbeitsfahrzeug V hin, welches in 1 lediglich grobschematisch dargestellt ist. Das Arbeitsfahrzeug V ist symbolisiert durch einen Maschinenrahmen M des Arbeitsfahrzeugs V, an welchem ein Manipulationsrahmen R zumindest auch in Richtung der Gierachse Gi des Arbeitsfahrzeugs V verlagerbar aufgenommen ist. Der Maschinenrahmen M und der relativ zu diesem bewegliche Manipulationsrahmen R symbolisieren gemeinsam das Arbeitsfahrzeug V.
Zwischen dem Arbeitsfahrzeug V und der Rückenplatte 26 kann ein Seitenschubwerk 28 vorgesehen sein, mit welchem die Bodenabtragsvorrichtung 10 parallel zur Arbeitsachse A und auch parallel zur Nickachse Ni des Arbeitsfahrzeugs V translatorisch über eine durch das Arbeitsfahrzeug V oder/und das Seitenschubwerk 28 selbst vorgegebene Verschiebebreite verschoben werden kann. Die Rückenplatte 26 kann wiederum um eine zur Rollachse Ro des Arbeitsfahrzeugs V parallele oder/und zur Arbeitsachse A orthogonale Neigeachse B schwenkbar mit dem Seitenschubwerk verbunden sein, sodass das Arbeitsfahrzeug V eine Rollbewegung um seine Rollachse ausführen kann, ohne hierdurch die Bodenabtragsvorrichtung 10 während ihres Bodenabtrags nachteilig zu beeinflussen. Bevorzugt schneidet die Neigeachse B die Arbeitsachse A. Alternativ kann die Neigeachse B die Arbeitsachse A kreuzen, dann bevorzugt mit einem Abstand von nicht mehr als dem halben Schnittkreisradius, um einen beim Neigen wirksamen Neigearm zwischen Neigeachse B und Arbeitsachse A vorteilhaft kurz zu halten. Durch einen in den Figuren nicht dargestellten Neigeaktuator kann die Rückenplatte und mit dieser die Arbeitsachse A gezielt um die zur Arbeitsachse A orthogonale Neigeachse B geneigt werden.
Ein in den Figuren nicht dargestellter Neigemechanismus, welcher die Neigebeweglichkeit der Basisstruktur 30 um die Neigeachse B bereitstellt ist bevorzugt zur gemeinsamen Verschiebebewegung mit der Basisstruktur 30 am Seitenschubwerk 28 angeordnet. Dadurch kann sichergestellt werden, dass sich die relative axiale Lage der Neigeachse B relativ zur Arbeitsachse A durch eine Betätigung des Seitenschubwerks 28 nicht ändert.
Die Neigeachse B kreuzt oder bevorzugt schneidet die Arbeitsachse A an der Position der axialen Längsmitte des jeweiligen Abtragswerkzeugs. Dadurch wirkt sich eine Neigung der Basisstruktur bei betragsmäßig gleichen Neigungswinkel in beiden möglichen Neigungssinnen ausgehend von einer Neutralstellung mit einem Neigungswinkel von 0° und zur Nickachse Ni des die Bodenabtragsvorrichtung 10 tragenden Arbeitsfahrzeugs V in gleicher Weise aus. Diese Anordnung ist ganz grundsätzlich bevorzugt und gilt nicht nur für das dargestellte Ausführungsbeispiel.
Vorliegend sind die Gehäusewand 14, das Mantelschild 24 und die Rückenplatte 26 starr miteinander verbunden und bilden eine Basisstruktur 30, relativ zu welcher die Fräswalze 22 und der Flansch F ausschließlich um die Arbeitsachse A drehbar beweglich sind.
Das erste Seitenschild 18 ist in 1 in seiner relativ zur Basisstruktur 30 maximal angehobenen Betriebsstellung dargestellt. Die Fräswalze 22 ragt in einer zur Bodenoberfläche G hinweisenden Öffnung aus dem Vorrichtungsgehäuse 12 vor und bildet so einen Bodeneingriffsbereich 23.
Das erste Seitenschild 18 ist im dargestellten Beispiel zweiteilig ausgebildet und umfasst ein in 1 oberes erstes Hubbauteil 32 und ein unteres erstes Schwenkbauteil 34. Das erste Schwenkbauteil 34 ist um eine erste Schwenkachse P1 schwenkbar an dem ersten Hubbauteil 32 gelagert. Stoffschlüssig mit dem ersten Schwenkbauteil 34 ist ein erster Bodenkontaktabschnitt 36 verbunden, welcher vorliegend als Gleitkufe 38 mit einer Kontaktfläche 40 ausgebildet ist. Mit der Kontaktfläche 40 liegt das erste Schwenkbauteil 34 im Bodenabtragsbetrieb gleitend auf der Oberfläche G des abzutragenden Bodens auf.
Die Schwenklagerung des ersten Schwenkbauteils 34 unmittelbar am ersten Hubbauteil 32 umfasst einen am ersten Hubbauteil 32 gehalterten ersten Schwenkzapfen 42, welcher eine in 1 nicht dargestellte Öffnung des ersten Schwenkbauteils 34 durchsetzt und welcher einen Kopf 44 als Sperrabschnitt mit größerem Durchmesser als der erste Schwenkzapfen 42 und als die vom ersten Schwenkzapfen 42 durchsetzte Öffnung am ersten Schwenkbauteil 34 trägt. Der Schwenkzapfen ist somit grob pilzförmig. Der Sperrabschnitt verhindert, dass das erste Schwenkbauteil 34 vom ersten Hubbauteil 32 axial abgezogen werden kann. Der Kopf 44 als der Sperrabschnitt nimmt somit längs der Arbeitsachse A bzw. längs der ersten Schwenkachse P1 wirkende Querkräfte auf und hält das erste Schwenkbauteil 34 auch unter Ausübung dieser Querkräfte am ersten Hubbauteil 32.
Weiter weist das erste Schwenkbauteil 34 ein vorderes erstes gekrümmtes Langloch 46 und ein hinteres erstes gekrümmtes Langloch 48 auf, deren gemeinsame Krümmungsachse die erste Schwenkachse P1 ist. Die Langlöcher 46 und 48 durchsetzen das erste Schwenkbauteil 34 vollständig. Ebenfalls sind die Langlöcher 46 und 48 durch einen vorderen ersten Führungszapfen 50 und durch einen hinteren ersten Führungszapfen 52 durchsetzt. Diese Führungszapfen 50 und 52 sind jeweils am ersten Hubbauteil 32 gehaltert, durchsetzen mit einem Gleitabschnitt das ihnen jeweils zugeordnete erste Langloch 46 bzw. 48 gleitend und tragen an ihrem freien Längsende jeweils einen Kopf 44 als Sperrabschnitt. Auch die Führungszapfen 50 und 52 sind folglich grob pilzförmig. Die Köpfe 44 weisen erneut einen größeren Durchmesser als die ihn tragenden ersten Führungszapfen 50 bzw. 52 auf, wobei ihr Durchmesser die Breite des vom jeweiligen Führungszapfen 50 bzw. 52 durchsetzten Langloches übersteigt. Die Köpfe 44 halten somit das erste Schwenkbauteil 34 axial am ersten Hubbauteil 32 und nehmen ebenfalls Querkräfte längs der Arbeitsachse A bzw. der ersten Schwenkachse P1 auf.
Die Erstreckungslänge des kürzeren der ersten Langlöcher 46 und 48 bestimmt den maximal möglichen Schwenkwinkel des ersten Schwenkbauteils 34 relativ zum ersten Hubbauteil 32 um die erste Schwenkachse P1. Im dargestellten Beispiel sind die ersten Langlöcher 46 und 48 allerdings gleich lang ausgebildet.
Durch die Schwenkbarkeit des ersten Schwenkbauteils 34 relativ zum ersten Hubbauteil 32 kann der erste Bodenkontaktabschnitt 36 mit seiner Kontaktfläche 40 mit der Bodenoberfläche G selbst dann in Kontakt bleiben, wenn das Arbeitsfahrzeug V eine Nickbewegung um seine Nickachse Ni ausführt. Dadurch bleibt die Eingriffsstelle der Fräswalze 22 mit dem zu bearbeitenden Boden in axialer Richtung bezüglich der Arbeitsachse A bestmöglich gegenüber der Umgebung U abgeschirmt.
Das erste Hubbauteil 32 ist an seinem vorderen, d. h. dem Arbeitsfahrzeug V ferner liegenden, Endbereich durch eine das erste Hubbauteil 32 umgreifende Klammer 54 und an seinem hinteren Ende durch eine an die Rückenplatte 26 montierte Leiste 56 axial formschlüssig an der Basisstruktur 30 gesichert. Strichliniert angedeutete Führungssteine 58 führen das erste Hubbauteil 32 längs der geradlinigen translatorischen ersten Hubbahn H1 relativ zur Basisstruktur 30. Die erste Hubbahn H1 entspricht der in der Beschreibungseinleitung allgemein als translatorische „Verlagerungsbahn“ bezeichneten Bahn und verläuft parallel zu der durch die Gleit- bzw. Führungssteine 58 vorgegebenen Führungsrichtung. Die Führungssteine 58, welche im vorliegenden Beispiel auf der vom Betrachter der 1 abgewandten Seite des ersten Hubbauteils 32 angeordnet sind, befinden sich im gleitenden Anlageeingriff mit an der Gehäusewand 14 und damit an der Basisstruktur 30 übereinander angeordneten Führungsleisten 60 und 62 (siehe auch 3). Die Führungsleisten 60 und 62 können abweichend von der Darstellung auch durch ein einstückiges Führungsleistenbauteil realisiert sein. Die Führungsleiste 62 weist eine Durchbrechung 63 auf, durch die Anschlussstutzen 61a und 61b zum Anschluss von Versorgungsleitungen hindurchragen, etwa um den Arbeitsantrieb 16 an einen Hydraulikflüssigkeitskreislauf anzuschließen. Die Anschlussstutzen 61a und 61b durchsetzen auch die Durchbrechung 20 des ersten Seitenschilds 18 bzw. des ersten Hubbauteils 32.
Die erste Schwenkachse P1 befindet sich in der in 1 gezeigten maximal angehobenen Position des ersten Hubbauteils 32 und damit des ersten Seitenschilds 18 mit Abstand von einer die Arbeitsachse A enthaltenden und zur erste Hubbahn H1 orthogonalen Schwellenebene SE, unterhalb derselben. Da das erste Hubbauteil 32 und damit das erste Seitenschild 18 ausgehend von den 1 gezeigten Stellung nur in Richtung zur Bodenoberfläche G in abgesenkt werden kann, kann der Abstand der ersten Schwenkachse P1 von der Schwellenebene SE aus nur größer werden.
In 1 ist außerdem ein erster Exzenterhebel 64 teilweise zu erkennen, von welchem ein erster Hubzapfen 66 parallel zur Arbeitsachse A und damit parallel zur ersten Schwenkachse P1 und parallel zu den Führungszapfen 50 und 52 sowie zum Schwenkzapfen 42 durch ein Langloch 68 des ersten Hubbauteils 32 hindurch geführt ist. Auch der grob pilzförmige erste Hubzapfen 66 weist an seinem freien Längsende einen Kopf 44 mit größerem Durchmesser auf, sodass der das Langloch 68 aufweisende Bereich des Hubbauteils 32 formschlüssig zwischen dem Exzenterhebel 64 und dem Kopf 44 des Hubzapfens 66 gehalten ist.
Das Langloch 68 verläuft im Wesentlichen orthogonal zur ersten Hubbahn H1.
In 2 ist ebenfalls mit zur Arbeitsachse A paralleler, jedoch zu der Betrachtungsrichtung von 1 entgegengesetzter Blickrichtung die der in 1 gezeigten Seite axial gegenüberliegende Seite der Bodenabtragsvorrichtung 10 in der gleichen Betriebsstellung der Bodenabtragsvorrichtung 10 gezeigt.
Auf dieser gegenüberliegenden Seite weist das Vorrichtungsgehäuse ein zweites Seitenschild 70 auf, welches ebenfalls zweigeteilt ist und ein zweites, in 2 oberes Hubbauteil 72 und ein daran um eine zweite Schwenkachse P2 schwenkbar angelenktes unteres zweites Schwenkbauteil 74 aufweist. Wie das erste Seitenschild 18 ist auch das zweite Seitenschild 70 relativ zur Basisstruktur 30 maximal angehoben.
Das zweite Schwenkbauteil 74, welches bevorzugt identisch wie das Schwenkbauteil 34 des ersten Seitenschilds 18 ausgebildet ist und welches zur Verwendung auf entgegengesetzten axialen Seiten des Vorrichtungsgehäuses 12 bevorzugt spiegelsymmetrisch bezüglich einer zu den Schwenkachsen P1 bzw. P2 orthogonalen Spiegelsymmetrieachse ausgebildet ist, weist einen zweiten Bodenkontaktabschnitt 76 auf.
Aufgrund der identischen Ausbildung des ersten Schwenkbauteils 34 und des zweiten Schwenkbauteils 74 sei zur Beschreibung des zweiten Schwenkbauteils 74 auf die Beschreibung des ersten Schwenkbauteils 34 verwiesen, welche auch für das zweite Schwenkbauteil 74 gilt.
Auch der zweite Bodenkontaktabschnitt 76 ist als Gleitkufe 78 mit einer Kontaktfläche 80 zum gleitenden Anlageeingriff mit der Oberfläche G des zu bearbeitenden Bodens ausgebildet.
Ein am zweiten Hubbauteil 72 gehalterter zweiter Schwenkzapfen 82, welcher parallel zur Arbeitsachse A bzw. zur zweiten Schwenkachse P2 vom zweiten Hubbauteil 72 vorsteht, lagert das zweite Schwenkbauteil 74 um die zweite Schwenkachse P2 schwenkbar am zweiten Hubbauteil 72. Ein vorderes erstes Langloch 84 und ein hinteres erstes Langloch 86 begrenzen in der bereits beschriebenen Weise den maximal möglichen Schwenkbereich des zweiten Schwenkbauteils 74 relativ zum zweiten Hubbauteil 72.
Eine das zweite Hubbauteil 72 umgreifende Klammer 54, welche identisch zur vorgenannten Klammer 54 auf der anderen axialen Seite des Vorrichtungsgehäuses 12 ausgebildet ist, hält das zweite Hubbauteil 72 an dessen vorderem Bereich formschlüssig an der Basisstruktur 30. Der hintere Bereich des zweiten Hubbauteils 72, welcher näher bei der Rückenplatte 26 gelegen ist, wird durch ein kombiniertes Führungs- und Lagerbauteil 88 sowohl formschlüssig an der Basisstruktur 30 gehalten als auch zur translatorischen Hub- und Senkbewegung längs der zweiten Hubbahn H2 geführt.
Die erste Hubbahn H1 und die zweite Hubbahn H2 sind im dargestellten Beispiel zueinander parallel und zur Arbeitsachse A orthogonal orientiert, so dass jede Hubbahn H1 bzw. H2 auch jeweils ihre Projektion längs der Arbeitsachse repräsentiert.
Gleit- bzw. Führungssteine 90 im Führungs- und Lagerbauteil 88 wirken mit einer parallel zur zweiten Hubbahn H2 verlaufenden hubbauteilfesten Führungsleiste 92 auf der zum Betrachter der 2 hinweisenden Seite des zweiten Hubbauteils 72 zusammen. Unterhalb der Führungsleiste 92 sind ebenfalls parallel zur zweiten Hubbahn H2 Gleit- bzw. Führungssteine 93 im zweiten Hubbauteil 72 aufgenommen und gehaltert, jedoch auf der vom Betrachter der 2 abgewandten Seite. Während also die Gleitsteine 90 des Führungs- und Lagerbauteils 88 mit der Führungsleiste 92 auf der von der Basisstruktur 30 wegweisenden Seite des zweiten Hubbauteils 72 wechselwirken, befinden sich die Gleitsteine 93 zwischen dem zweiten Hubbauteil 72 und der Basisstruktur 30, etwa zwischen dem weiter unten in Zusammenhang mit 3 erwähnten basisstrukturfesten Rahmenbauteil 120 und dem zweiten Hubbauteil 72 in einem Gleitanlageeingriff mit einer im Rahmenbauteil 120 ausgebildeten Nut.
Die Höhenverstellung des zweiten Hubbauteils 72 erfolgt wie jene des ersten Hubbauteils 32 mittels eines zweiten Exzenterhebels 94, von welchem ein, im dargestellten Beispiel ebenfalls grob pilzförmiger, zweiter Hubzapfen 96 parallel zu den Führungszapfen und dem zweiten Schwenkzapfen 82 sowie parallel zur Arbeitsachse A und zur zweiten Schwenkachse P2 absteht und durch ein beispielhaft zur zweiten Hubbahn H2 orthogonal verlaufendes Langloch 98 im zweiten Hubbauteil 72 verläuft und von einem Kopf 44 gesichert ist.
Während auf der gegenüberliegenden axialen Seite der Arbeitsantrieb 16 an der zur Arbeitsachse A orthogonalen Gehäusewand 14 gesichert ist, ist an der dem Betrachter von 2 näher gelegenen axialen Seite des Vorrichtungsgehäuses 12 keine zur Basisstruktur 30 gehörende im Wesentlichen durchgehende Gehäusewand ausgebildet. Durch Abnahme des zweiten Seitenschilds 70 von der Basisstruktur 30 ist die Fräswalze 22 axial vollständig zugänglich. Die Basisstruktur 30 weist auf der dem Betrachter von 2 zugewandten Seite eine so große Öffnung auf, dass nach Abnahme des zweiten Seitenschilds 70 von der Basisstruktur 30 die Fräswalze 22 axial aus ihrem Aufnahmeraum im Vorrichtungsgehäuse 12 entnommen werden kann und eine Fräswalze 22 axial in den Aufnahmeraum verbracht und mit dem Flansch F drehmomentübertragend verbunden werden kann.
Obwohl die beiden Schwenkachsen P1 und P2 an unterschiedlichen Orten und somit parallel zueinander, jedoch mit Abstand voneinander angeordnet sein können, etwa wenn das Arbeitsfahrzeug V eine Rollbewegung ausführt, werden die beiden Schwenkachsen P1 und P2 bei gleicher Abtrags- bzw. Frästiefeneinstellung an beiden Seitenschilden oder bei ausbleibender Rollbewegung des Arbeitsfahrzeugs V koaxial verlaufen. Für die Lage der zweiten Schwenkachse P2 relativ zur Schwellenebene SE gilt das oben zur ersten Schwenkachse P1 Gesagte. Bevorzugt liegen die beiden Schwenkachsen P1 und P2 stets in einer gemeinsamen Ebene, welche parallel zur ersten und zur zweiten Hubbahn H1 bzw. H2 verläuft.
3 zeigt eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Bodenabtragsvorrichtung 10 der 1 und 2 bei einer Betrachtung längs des Pfeils III in den 1 und 2, also bei Betrachtung orthogonal zur Arbeitsachse und orthogonal zur Oberfläche G eines durch die Bodenabtragsvorrichtung 10 zu bearbeitenden Bodens. 3 zeigt dabei im Wesentlichen die axialen Endbereiche der Bodenabtragsvorrichtung 10. Das Mantelschild 24 zwischen diesen axialen Endbereichen ist verkürzt dargestellt, was durch die Zickzacklinien angedeutet ist. Das Arbeitsfahrzeug V und das Seitenschubwerk 28 sind in 3 nicht dargestellt.
In 3 sind ein erster und ein zweiter Hubantrieb 100 bzw. 102 mit einem ersten Hubaktuator 104 und einem zweiten Hubaktuator 106 gezeigt, welche in den 1, 2, 4 und 5 nicht oder nur teilweise dargestellt sind. Die Hubaktuatoren 104 und 106 sind Kolben-Zylinder-Vorrichtungen, welche mit ihrem einen, beispielsweise zylinderseitigen Längsende an der Rückenplatte 26 angelenkt sind und deren auskragendes Längsende der Kolbenstange 105 bzw. 107 mit einem ersten Betätigungsarm 108 des ersten Exzenterhebels 64 bzw. mit einem zweiten Betätigungsarm 110 des zweiten Exzenterhebels 94 gekoppelt sind. Die Hubaktuatoren 104 und 106 werden bevorzugt vom Arbeitsfahrzeug V aus zum Aktuatorbetrieb angesteuert und mit Fluid, insbesondere Hydraulikflüssigkeit, versorgt.
Der erste und der zweite Hubantrieb 100 bzw. 102 sind im Wesentlichen gleich, jedoch bezüglich einer zur Antriebsachse A orthogonalen Spiegelsymmetrieachse spiegelsymmetrisch aufgebaut. Jeder der beiden Hubantriebe 100 bzw. 102 umfasst eine mit dem jeweils angetriebenen Exzenterhebel 64 bzw. 94 bewegliche Skala 112 bzw. 114, welche gemeinsam mit ihrem Exzenterhebel 64 bzw. 94 relativ zu einem basisstrukturfesten Indikator 116 bzw. 118 beweglich ist. Der Bediener des Arbeitsfahrzeugs V kann diese robuste Anzeige der jeweils eingestellten Abtragstiefe von seinem Fahrstand aus erkennen und ablesen. In 3 zeigen die Indikatoren 116 bzw. 118 die maximale Arbeitstiefe von 7 Skalenteilen an.
Auf der Seite des zweiten Seitenschilds 70 ist zwischen dem Mantelschild 24 und dem zweiten Seitenschild 70 ein basisstrukturfester Rahmen 120 starr mit dem Mantelschild 24 verbunden. Dieser Rahmen 120 weist die Öffnung zur axialen Montage und Demontage der Fräswalze 22 auf und trägt die Klammer 54 sowie das Führungs- und Lagerbauteil 88.
In 4 ist die Bodenabtragsvorrichtung 10 in der gleichen Perspektive wie in 1 dargestellt, jedoch mit maximal abgesenktem erstem Seitenschild 18. Der Schnittkreis verläuft vollständig innerhalb des Vorrichtungsgehäuses 12. Die Fräswalze 22 kann somit nicht bodenabtragend arbeiten.
Ebenso zeigt 5 die Bodenabtragsvorrichtung 10 in der gleichen Perspektive wie 2, jedoch mit maximal abgesenktem zweitem Seitenschild 70.
6 zeigt die Bodenabtragsvorrichtung 10 in der gleichen Perspektive wie 3, also längs der Blickrichtung VI in den 4 und 5. Da bezüglich 3 die Seitenschilde 18 und 70 lediglich orthogonal zur Zeichenebene der 3 und 6 bewegt wurden, ist die Darstellung der Seitenschilde 18 und 70 in 6, verglichen mit jener von 3, unverändert. Geändert hat sich lediglich die Stellung der Hubaktuatoren 104 und 106, deren Kolbenstangen 105 bzw. 107 nun vollständig ausgefahren sind. Folgerichtig hat sich auch die Relativstellung der Exzenterhebel 64 bzw. 94 verändert, die um eine zur Arbeitsachse A bzw. zu den Schwenkachsen P1 und P2 parallele Schwenkachse verschwenkt wurden. Dementsprechend hat sich die Relativstellung zwischen den Skalen 112 und 114 und den mit ihnen zusammenwirkenden Indikatoren 116 bzw. 118 verändert, um einem auf dem Arbeitsfahrzeug V arbeitenden Bediener die aktuell eingestellte Abtragstiefe, in diesem Fall von null, anzuzeigen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1222333 B1 [0002]
WO 2001/025545 A [0002]
EP 3350373 B1 [0007]
DE 10105475 C1 [0008]

Claims

Anbau-Bodenabtragsvorrichtung (10) zur lösbaren Verbindung mit einem Arbeitsfahrzeug (V), wobei die Anbau-Bodenabtragsvorrichtung (10) umfasst: - einen Arbeitsantrieb (16) mit einem Abtriebsbauteil (F), wobei das Abtriebsbauteil (F) sowohl zur drehmomentübertragenden Kopplung mit einem im Abtragsbetrieb rotierenden Abtragswerkzeug (22) als auch zur Rotation um eine Arbeitsachse (A) ausgebildet ist, wobei die Arbeitsachse (A) eine längs der Arbeitsachse (A) verlaufende axiale Richtung, orthogonal zur Arbeitsachse (A) verlaufende radiale Richtungen und eine um die Arbeitsachse (A) verlaufende Umfangsrichtung definiert, und - ein Vorrichtungsgehäuse (12) mit einem Trägerteil (14), an welchem der Arbeitsantrieb (16) aufgenommen ist, wobei das Vorrichtungsgehäuse (12) eine Basisstruktur (30) aufweist, von welcher das Trägerteil (14) wenigstens einen Abschnitt bildet, wobei das Vorrichtungsgehäuse weiter ein quer zur Arbeitsachse (A) verlaufendes erstes Seitenschild (18) und ein mit axialem Abstand vom ersten Seitenschild (18) quer zur Arbeitsachse (A) verlaufendes zweites Seitenschild (70) aufweist, wobei das erste Seitenschild (18) einen ersten Bodenkontaktabschnitt (36) und das zweite Seitenschild (70) einen zweiten Bodenkontaktabschnitt (76) aufweisen, wobei jeder Bodenkontaktabschnitt (36, 76) aus erstem und zweitem Bodenkontaktabschnitt - zu einem Kontakt mit dem zu bearbeitenden Boden während einer abtragenden Bodenbearbeitung der Anbau-Bodenabtragsvorrichtung (10) ausgebildet ist, und - relativ zu der Basisstruktur (30) quer zur Arbeitsachse (A) translatorisch verlagerbar und um eine mit der Arbeitsachse (A) einen Winkel von nicht mehr als 25° einschließende Schwenkachse (P1, P2) schwenkbeweglich aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Seitenschild (18, 70) aus dem ersten und dem zweiten Seitenschild mehrteilig ausgebildet ist und ein relativ zur Basisstruktur (30) quer zur Arbeitsachse (A) translatorisch verlagerbares Hubbauteil (32, 72) sowie ein gemeinsam mit dem Hubbauteil translatorisch verlagerbares und relativ zum Hubbauteil (32, 72) um die Schwenkachse (P1, P2) schwenkbewegliches Schwenkbauteil (34, 74) aufweist, wobei der Bodenkontaktabschnitt (36, 76) des Seitenschilds (18, 70) mittelbar unter Zwischenanordnung des Schwenkbauteils (34, 74) mit dem Hubbauteil (32, 72) verbunden ist.
Anbau-Bodenabtragsvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenkbauteil (34, 74) am Hubbauteil (32, 72) um die Schwenkachse (P1, P2) schwenkbeweglich gelagert ist.
Anbau-Bodenabtragsvorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenkbauteil (34, 74) den Bodenkontaktabschnitt (36, 76) aufweist.
Anbau-Bodenabtragsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hubbauteil (32, 72) an der Basisstruktur (30) translatorisch verlagerbar geführt ist.
Anbau-Bodenabtragsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hubbauteil (32, 72) orthogonal zur Arbeitsachse (A) translatorisch verlagerbar ist oder/und dass die Schwenkachse (P1, P2) parallel oder koaxial zur Arbeitsachse (A) orientiert ist.
Anbau-Bodenabtragsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hubbauteil (32, 72) relativ zur Basisstruktur (30) nur translatorisch verlagerbar ist oder/und dass das Schwenkbauteil (34, 74) relativ zum Hubbauteil (32, 72) nur schwenkbeweglich ist.
Anbau-Bodenabtragsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in Richtung der Schwenkachse (P1, P2) von der Basisstruktur (30) wegweisende Oberfläche des Schwenkbauteils (34, 74) weniger als 40 %, vorzugsweise weniger als 30 %, der in Richtung der Schwenkachse (P1, P2) von der Basisstruktur (30) wegweisende Oberfläche des Hubbauteils (32, 72) aufweist.
Anbau-Bodenabtragsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (P1, P2) bei einer translatorischen Verlagerung des Hubbauteils (32, 72) über dessen gesamten betriebsgemäßen Verlagerungsweg stets auf derselben Seite einer die Arbeitsachse (A) enthaltenden und zu einer Projektion des Verlagerungswegs längs der Arbeitsachse (A) orthogonalen Schwellenebene (SE).
Anbau-Bodenabtragsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisstruktur (30) einen Hubaktuator (104, 106) trägt, dessen Ausgabeglied (105, 107) mit dem Hubbauteil (32, 72) des wenigstens einen mehrteiligen Seitenschilds (18, 70) kooperiert, um das Hubbauteil (32, 72) translatorisch in entgegengesetzte Richtungen zu verlagern.
Anbau-Bodenabtragsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenkbauteil (34, 74) relativ zum Hubbauteil (32, 72) passiv schwenkbeweglich an diesem gelagert ist.
Anbau-Bodenabtragsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl das erste (18) als auch das zweite Seitenschild (70) jeweils mehrteilig ausgebildet ist und ein relativ zur Basisstruktur (30) quer zur Arbeitsachse (A) translatorisch verlagerbares Hubbauteil (32, 72) sowie ein gemeinsam mit dem Hubbauteil (32, 72) translatorisch verlagerbares und relativ zum Hubbauteil (32, 72) um eine jeweilige Schwenkachse (P1, P2) schwenkbewegliches Schwenkbauteil (34, 74) aufweist, wobei der Bodenkontaktabschnitt (36, 76) des Seitenschilds (18, 70) mittelbar unter Zwischenanordnung des jeweiligen Schwenkbauteils (34, 74) mit dem jeweiligen Hubbauteil (32, 72) verbunden ist.
Anbau-Bodenabtragsvorrichtung (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl das erste Hubbauteil (32) des ersten Seitenschilds (18) durch eine erste Linearführungsvorrichtung (58, 60, 62) mit einem orthogonal zur translatorischen Verlagerungsbahn (H) zu messenden ersten Führungsabstand als auch das zweite Hubbauteil (72) des zweiten Seitenschilds (70) durch eine zweite Linearführungsvorrichtung (88, 90, 92, 93) mit einem orthogonal zur translatorischen Verlagerungsbahn (H) zu messenden zweiten Führungsabstand relativ zur Basisstruktur (30) translatorisch verlagerbar gelagert sind, wobei der erste Führungsabstand vom zweiten Führungsabstand betragsmäßig verschieden ist.
Anbau-Bodenabtragsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bodenkontaktabschnitt (36, 76) Rollen oder/und Gleitkufen (38, 78) umfasst.
Anbau-Bodenabtragsvorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenabtragsvorrichtung (10) eine Kopplungsbaugruppe mit einer Kopplungsformation aufweist, wobei die Kopplungsbaugruppe mit der Kopplungsformation zur lösbaren Kopplung mit einem selbstfahrenden Arbeitsfahrzeug (V) ausgebildet ist, wobei die Kopplungsbaugruppe relativ zur Basisstruktur (30) beweglich mit dieser verbunden ist.
Selbstfahrendes Arbeitsfahrzeug (V) mit einer lösbar mit diesem gekoppelten Anbau-Bodenabtragsvorrichtung (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Bodeneingriffsbereich (23) der Bodenabtragsvorrichtung (10) für einen abtragenden Bodeneingriff außerhalb eines durch die Bodenaufstandsorte des Fahrwerks des Arbeitsfahrzeugs (V) eingefassten Bodenbereichs gelegen ist.