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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf Fräsmaschinen und insbesondere auf die Materialentleerung in Fräskammern von Fräsmaschinen.
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Hintergrund
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Straßen mit Asphaltoberflächen werden gebaut, um Fahrzeugverkehr zu ermöglichen. In Abhängigkeit von Benutzungsdichte, Zustand des Untergrunds, Temperaturschwankungen, Feuchtigkeitsschwankungen und/oder physischem Alter können die Straßenoberflächen möglicherweise verformt und untauglich werden, die Radlasten zu tragen. Um die Straßen für den weiteren Straßenverkehrseinsatz wieder in Stand zu setzen, wird abgenutzter Asphalt zur Vorbereitung der Belagserneuerung entfernt. Kaltfräsen, manchmal auch Straßenfräsen, Belagsprofilierer, Fräsmaschinen usw. genannt, werden zum Aufreißen, Abtragen, Mischen oder Rückgewinnen von Material von Fahrbahnen und ähnlichen Flächen eingesetzt.
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Diese Maschinen verfügen in der Regel über eine mit Schneidwerkzeugen bestückte, drehbare Schneidvorrichtung, die die Oberfläche der Fahrbahn aufbricht. Die drehbare Schneidvorrichtung ist innerhalb eines Gehäuses untergebracht, das dazu beiträgt, die Abführung des gefrästen Fahrbahnmaterials zurückzuhalten, während es zerkleinert und zum Abtransport auf einen Förderer aufgebracht wird. Während sich der Kaltfräser über eine Fläche bewegt, bleiben jedoch oft Rückstände und Stücke von Asphalt oder Straßenbelag zurück. Diese Rückstände müssen von Menschen oder Maschinen gekehrt oder geschaufelt werden, was auf einer Baustelle zeitaufwendig und folglich kostspielig ist. Wenn sie auf der gefrästen Fläche zurückbleiben, können sie von den Rädern der Fahrzeuge aufgenommen und von dort auf andere Fahrzeuge geschleudert werden, was zu Schäden an Fahrzeugen und anderen Maschinen führen kann. Ferner führt die Verlegung von Asphalt oder anderem Straßenfertigungsmaterial auf einer unsauberen Fläche, auf der sich beispielsweise noch Rückstände und Ablagerungen befinden, zu einer wesentlich schnelleren Verschlechterung des neu verlegten Belags oder Asphalts als normal.
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Frühere Versuche zur Sammlung und Förderung von Straßenbelagfräsgut sind in der US-Patentveröffentlichung
2006/0216113 (im Folgenden die „'113-Veröffentlichung“) offenbart. Insbesondere offenbart die '113-Veröffentlichung eine Streuhobel-Straßenbaumaschine mit einem Trimmer, einer Förderschnecke und einem Förderband. Der Trimmer stellt einen Feinschnitt auf Zementflächen bereit, und eine Rekultiviereranordnung, die eine horizontal angeordnete Förderschnecke beinhaltet, überträgt das Schneidgut auf einen schwenkbaren Förderer, der das Schneidgut hinter der Maschine ablegt.
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Kurzdarstellung
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Arbeitsmaschine offenbart. Die Arbeitsmaschine kann einen Rahmen, eine Vielzahl von Bodeneingriffsmechanismen, eine Fördereranordnung und eine Fräskammer beinhalten. Die Fördereranordnung kann ein Förderband beinhalten. Die Fräskammer kann eine Förderschnecke und einen Rotor beinhalten. Der Rotor kann eine Vielzahl von Zähnen aufweisen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Fräskammeranordnung für eine Arbeitsmaschine offenbart. Die Fräskammer kann eine Vielzahl von Seitenplatten, einen Fräsrotor, eine erste Förderschnecke und eine zweite Förderschnecke beinhalten. Der Fräsrotor kann eine Vielzahl von Zähnen aufweisen. Die erste Förderschnecke kann drehbar mit einer der Vielzahl von Seitenplatten gekoppelt sein und eine spiralförmige Verdrehung in einer ersten Drehrichtung aufweisen. Die zweite Förderschnecke kann drehbar mit einer der Vielzahl von Seitenplatten gekoppelt sein und eine spiralförmige Verdrehung in eine zweite Richtung aufweisen. Die erste Förderschnecke und die zweite Förderschnecke können in Fahrtrichtung der Arbeitsmaschine vor dem Fräsrotor angeordnet sein.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zum Betrieb einer Arbeitsmaschine offenbart. Die Arbeitsmaschine kann mit einem Fräsrotor und einer Förderschnecke ausgestattet sein, wobei die Förderschnecke in Fahrtrichtung der Arbeitsmaschine vor dem Fräsrotor angeordnet sein kann. Das Verfahren kann die Positionierung des Fräsrotors und der Förderschnecke in der Nähe einer Straßenbelagfläche; das Drehen des Fräsrotors und der Förderschnecke; das Fräsen eines Abschnitts der Straßenbelagfläche; das Erzeugen von Rückständen; das Treiben der Rückstände durch die Förderschnecke in Richtung eines Förderbandes; und das Fördern der Rückstände durch das Förderband weg von der Arbeitsmaschine beinhalten. Diese und andere Aspekte und Merkmale der vorliegenden Offenbarung sind besser zu verstehen, wenn die folgende ausführliche Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gelesen wird.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Seitenansicht einer Arbeitsmaschine mit einem gemäß der vorliegenden Offenbarung konstruierten Materialentleerungssystem.
- 2 ist eine perspektivische Teilansicht eines Abschnitts einer gemäß der vorliegenden Offenbarung konstruierten Arbeitsmaschine.
- 3 ist eine Teilrückansicht eines Abschnitts einer gemäß der vorliegenden Offenbarung konstruierten Arbeitsmaschine.
- 4 ist eine Seitenschnittansicht eines Abschnitts einer gemäß der vorliegenden Offenbarung konstruierten Arbeitsmaschine.
- 5 ist eine perspektivische Seitenaufrissansicht einer Förderschnecke einer gemäß der vorliegenden Offenbarung konstruierten Arbeitsmaschine.
- 6 ist ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform einer Reihe von Arbeitsschritten zum Entfernen einer Fläche des Straßenbelags mit einer Arbeitsmaschine, die gemäß einem Verfahren der vorliegenden Offenbarung konstruiert wurde.
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Ausführliche Beschreibung
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Nachfolgend wird im Detail auf spezifische Ausführungsformen oder Merkmale Bezug genommen, von denen Beispiele in den zugehörigen Zeichnungen veranschaulicht sind. Soweit wie möglich werden entsprechende oder ähnliche Bezugsnummern in den Zeichnungen zum Bezeichnen gleicher oder entsprechender Teile verwendet.
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1 veranschaulicht eine Seitenansicht einer Arbeitsmaschine 10, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Bei der veranschaulichten Arbeitsmaschine 10 kann es sich um eine Kaltfräsmaschine handeln, die zum Abtragen einer Deckeneinbaufläche, wie Asphalt oder Beton, verwendet wird. Die Arbeitsmaschine 10 kann einen Rahmen 12 beinhalten, der von einer oder mehreren Bodeneingriffsvorrichtung 14 getragen wird, einen Fräsrotor 16 und ein Paar Förderschnecken 18, 20, die unter dem Rahmen drehbar gelagert sind, sowie einen Motor 22, der an dem Rahmen angebracht und darauf ausgelegt ist, zumindest die Bodeneingriffsvorrichtungen anzutreiben. Während die Arbeitsmaschine 10 mit kettenartigen Bodeneingriffsvorrichtungen 14 veranschaulicht ist, kann die Arbeitsmaschine 10 alternativ auch Räder oder andere Traktionsvorrichtungen aufweisen. Darüber hinaus können, obwohl die Arbeitsmaschine 10 mit einem einzigen drehbar gelagerten Fräsrotor 16 veranschaulicht ist, zwei oder mehr Rotoren mit der Arbeitsmaschine verbunden werden, auch wenn dies nicht veranschaulicht ist. Ein derartiger drehbar gelagerter Fräsrotor 16 kann für eine Vielzahl von Aufgaben eingesetzt werden. Somit bezieht sich der Begriff „Rotor“ unter anderem auf Fräsköpfe, Schneidetrommeln, Rotoren und drehbar gelagerte Walzen und schließt diese mit ein.
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Obwohl nicht veranschaulicht, kann der Fräsrotor 16 drehbar an dem Rahmen 12 getragen werden und für eine angetriebene Drehung relativ zum Rahmen ausgelegt sein. Der Fräsrotor 16 kann eine allgemein zylindrische Form besitzen und zumindest ein Schneidwerkzeug oder einen Zahn beinhalten, der am Umfang entlang einer Außenfläche des Fräsrotors angeordnet ist. Auf diese Weise führen die Schneidwerkzeuge oder Zähne während der Drehung des Rotors und der Vorwärtsbewegung der Arbeitsmaschine 10 entlang einer zu fräsenden Arbeitsfläche Schnitte aus.
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Die Bodeneingriffsvorrichtungen 14 können mit Aktoren 24 verbunden sein, die den Rahmen 12 relativ zu einer Boden- oder Arbeitsfläche anheben und absenken können. In dieser Hinsicht kann das Anheben und Absenken des Rahmens 12 auch dazu dienen, die Höhe und damit die Eindringtiefe des Fräsrotors 16 in die Bodenfläche zu verändern. In einer Ausführungsform können ein oder mehrere zusätzliche Aktoren (nicht dargestellt) mit dem Fräsrotor 16 verbunden und zur Anpassung der Höhe des Fräsrotors in Bezug auf die Arbeitsfläche, unabhängig von oder in Verbindung mit den Aktoren 24, ausgelegt sein. In ähnlicher Weise kann jede Förderschnecke 18, 20 auch mit einem oder mehreren zusätzlichen Aktoren (nicht dargestellt) verbunden sein, sodass die Höhe der Förderschnecken unabhängig von oder in Verbindung mit den Aktoren 24 angepasst werden kann. Der Rahmen 12 der vorliegenden veranschaulichten Arbeitsmaschine 10 kann auch eine Bedienerkabine 26 tragen. In anderen Ausführungsformen kann die Arbeitsmaschine 10 jedoch unter anderem eine autonome Maschine, eine halbautonome Maschine, eine ferngesteuerte Maschine oder eine fernüberwachte Maschine sein. Die Bedienerkabine 26 kann eine oder mehrere Steuervorrichtungen 28 beinhalten, mit denen ein Benutzer oder eine Bedienperson die Arbeitsmaschine 10 manövrieren und steuern kann. Die Steuervorrichtungen 28 können einen oder mehrere Joysticks, Pedale, Hebel, Knöpfe, Lenkräder oder jede andere geeignete Steuervorrichtung oder Schnittstelle (oder eine der verschiedenen Kombinationen davon) beinhalten, die ausgebildet sind, um betätigt oder anderweitig in Eingriff gebracht zu werden, um die Steuerung der Arbeitsmaschine 10 zu bewirken. Die Steuervorrichtungen 28 können ferner ein Bedienfeld zur Anzeige visueller Daten enthalten, die sich auf die Komponenten und/oder den aktuellen Betrieb der Arbeitsmaschine 10 beziehen und die der Bedienperson in der Bedienerkabine 26 angezeigt werden.
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Ein Fördersystem 30 kann mit einem vorderen oder führenden Ende 32 des Rahmens 12 verbunden sein und ein Förderband 34 beinhalten, das ausgelegt ist, Material vom Fräsrotor 16 weg und beispielsweise in ein bereitstehendes Transportfahrzeug oder einen Container befördert. Der Fräsrotor 16 und die Förderschnecken 18, 20 können in einer Fräskammer 36 untergebracht sein, die bei der Aufnahme des durch den Fräsrotor von der Boden- oder Fahrbahnoberfläche abgetragenen Materials helfen kann.
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Unter Bezugnahme auf 2-4 ist ein Abschnitt der Fräskammer 36 ausführlicher dargestellt. Die Fräskammer 36 beinhaltet allgemein zumindest eine Kammerumhüllungsplatte 44 (ein Abschnitt davon ist in 2-4 veranschaulicht) und ein Paar Seitenplatten 46. In der dargestellten Anordnung ist der Fräsrotor 16 nicht dargestellt, es versteht sich jedoch, dass der Fräsrotor innerhalb der veranschaulichten Öffnungen 38, 40 installiert sein kann und sich zwischen diesen erstreckt. In der veranschaulichten Ausführungsform können die Förderschnecken 18, 20 in Fahrtrichtung der Arbeitsmaschine 10 vor dem Fräsrotor 16 angeordnet sein. In anderen Ausführungsformen können die Förderschnecken 18, 20 jedoch auch hinter dem Fräsrotor 16 angeordnet sein, oder Förderschneckensätze können sowohl vor als auch hinter dem Fräsrotor angeordnet sein.
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Während sich die Arbeitsmaschine 10 in Vorwärtsrichtung bewegt (veranschaulicht durch den Pfeil F in 2), können sich die Förderschnecken 18, 20 in Richtung des Pfeils 42 im Uhrzeigersinn drehen. Jede Förderschnecke 18, 20 kann schraubenförmig oder korkenzieherförmig sein und sich drehen, um Material von den äußeren Rändern und Ecken der Fräskammer 36 zur Mitte der Fräskammer zu transportieren und das Material auf das Förderband 34 aufzubringen. Um das Material zur Mitte der Fräskammer 36 und letztendlich zum Förderband 34 zu bewegen, kann jede Förderschnecke 18, 20 eine entgegengesetzte spiralförmige Verdrehungsstruktur aufweisen. Wenn beispielsweise die auf einer Seite der Arbeitsmaschine 10 angeordnet Förderschnecke 18 aus einer bestimmten Perspektive eine spiralförmige Verdrehung gegen den Uhrzeigersinn aufweist, kann die auf einer gegenüberliegenden Seite der Arbeitsmaschine 10 angeordnete Förderschnecke 20 aus derselben Perspektive eine spiralförmige Verdrehung im Uhrzeigersinn aufweisen. Alternativ kann die auf einer Seite der Arbeitsmaschine angeordnete Förderschnecke 18 eine spiralförmige Verdrehung im Uhrzeigersinn aufweisen, während die auf der gegenüberliegenden Seite der Arbeitsmaschine angeordnete Förderschnecke 20 eine spiralförmige Verdrehung gegen den Uhrzeigersinn aufweisen kann. Jede Förderschnecke 18, 20 kann aus einem Metall, einer Metalllegierung oder einem anderen abriebfesten Material gefertigt sein.
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Obwohl in den 2-4 nicht veranschaulicht, kann sich der Fräsrotor 16 auch in einer Richtung gegen den Uhrzeigersinn drehen, wenn sich die Arbeitsmaschine 10 in Vorwärtsrichtung bewegt. Der Fräsrotor 16 und die Förderschnecken 18, 20 können sich mit der gleichen Geschwindigkeit oder mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen, je nachdem, welche Einstellungen und Steuerungen die Bedienperson der Arbeitsmaschine 10 festgelegt hat. Zudem können der Fräsrotor 16 und die Förderschnecken 18, 20 durch ein Hydrauliksystem oder eine andere geeignete Leistungsquelle gedreht und angehoben oder abgesenkt werden.
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Jede Förderschnecke 18, 20 kann eine Welle 48 beinhalten, die an einem ersten Ende 50 drehbar mit einem elektrischen oder hydraulischen Antrieb gekoppelt ist, sowie ein zweites freies Ende 52 gegenüber dem ersten Ende. Die Förderschnecken 18, 20 können so bemessen sein, dass die freien Enden 52 der Förderschnecken 18, 20 voneinander beabstandet sind, damit das Material durch eine Öffnung 54 in einer Vorderwand 56 der Fräskammer in die Mitte der Fräskammer 36 und auf das Förderband 34 transportiert werden kann. Ein Paar sich von der Vorderwand 56 nach hinten in Richtung der Förderschnecken 18, 20 erstreckende Klappen 58 können auf jeder Seite der Öffnung 54 positioniert sein, um ferner das Lenken des Materials in Richtung des Förderbandes 34 zu ermöglichen.
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Unter Bezugnahme auf 5 und fortgesetzter Bezugnahme auf die 2-4 kann ein Paar Schutzplatten 60, jeweils eine in Verbindung mit jeder Förderschnecke 18, 20, an jeder Seitenplatte 46 befestigt werden und sich von der Seitenplatte weg in Richtung einer Mitte der Fräskammer 36 erstrecken. Jede Schutzplatte 60 kann aus einem relativ flachen Abschnitt 62 und einem gebogenen Abschnitt 64 gebildet sein, die zusammengeschweißt oder auf andere Weise befestigt werden können. Die Schutzplatte 60 kann aus Stahl oder einem anderen verschleißfesten Metall gefertigt sein. Der gebogene Abschnitt 64 und der flache Abschnitt 62 können im Falle von Verschleiß oder Beschädigung einzeln ausgetauscht werden.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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In der Praxis können die Lehren der vorliegenden Offenbarung in vielen Branchen Anwendung finden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Bau- und Straßenfertigungsausrüstung. Als ein bestimmtes Beispiel kann die vorliegende Offenbarung vorteilhaft für Kaltfräsmaschinen sein. Die vorliegende Offenbarung stellt eine Kaltfräsmaschine mit zumindest einer Förderschnecke bereit, die Rückstände und andere Ablagerungen von den Seitenplatten der Fräskammer der Fräsmaschine weg auf ein Förderband leitet, wodurch unerwünschtes Straßenfertigungsmaterial entfernt und eine ungleichmäßige, unvollständige oder teilweise Verteilung von neuem Straßenfertigungsmaterial verhindert wird.
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6 veranschaulicht in Form eines Ablaufdiagramms eine Reihe von Arbeitsschritten 100, die beim Fräsen der Bodenfläche ausgeführt werden. Wie darin dargestellt, können in einem ersten Schritt 100 der Fräsrotor 16 und die Förderschnecken 18, 20 in eine Position zum Fräsen eines Straßenbelags abgesenkt werden. Obwohl dieser Schritt von einer Bedienperson der Arbeitsmaschine 10 durchgeführt werden kann, ist es auch denkbar, dass dieser Schritt autonom oder halbautonom durchgeführt wird. Ferner kann die Straßenbelagfläche aus Asphalt bestehen, wobei auch andere Straßenfertigungsmaterial wie Beton, Kies oder Pflastersteine denkbar sind.
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Sobald die Förderschnecken 18, 20 und der Fräsrotor 16 positioniert sind, kann eine Bedienperson der Arbeitsmaschine 10 Energie bereitstellen, sodass der Fräsrotor und die Förderschnecken zu rotieren beginnen (Schritt 104). Genauer gesagt kann die Bedienperson der Arbeitsmaschine 10 eine Drehrichtung des Fräsrotors 16 und der Förderschnecken 18, 20 festlegen. Dies kann manuell oder über die Eingabevorrichtungen 28 in der Bedienerkabine 26 erfolgen. Während des Betriebs können sich der Fräsrotor 16 und die Förderschnecken 18, 20 in dieselbe Richtung drehen. In einer Ausführungsform können sich der Fräsrotor 16 und die Förderschnecken 18, 20 bei Betrachtung der Arbeitsmaschine von der in 2 und 4 dargestellten Seite in einer Aufwärtsschnittdrehrichtung oder gegen den Uhrzeigersinn bzw. bei Betrachtung der Arbeitsmaschine von der in 1 dargestellten Seite im Uhrzeigersinn drehen.
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Während sich die Förderschnecken 18, 20 und der Fräsrotor 16 drehen, kann sich die Arbeitsmaschine 10 in einer Vorwärtsrichtung bewegen, um mit dem Fräsen der Straßenbelagfläche zu beginnen (Schritt 106). Während des Betriebs können die Zähne des Fräsrotors 16 gewinkelt sein, sodass sie sich in Abwärtsrichtung in den Belag eingraben, sich zum vorderen Ende 32 der Arbeitsmaschine 10 drehen und die zerbrochenen Belagsstücke aufreißen oder mitreißen und sie generell zum Förderband 34 leiten, um von der Arbeitsmaschine wegtransportiert zu werden.
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In einem Schritt 108 kann ein Teil des Straßenfertigungsmaterials, der Rückstände oder der Ablagerungen in die Fräskammer 36 geworfen oder geschleudert werden. Wenn dieses Straßenfertigungsmaterial auf den Schutzplatten 60 landet, treiben die rotierenden Förderschnecken 18, 20 das Material zurück in die Mitte der Fräskammer 36 und letztlich auf das Förderband 34. Dieses Material wird dann auf dem Förderband 34 zu einem wartenden Fahrzeug oder einer anderen Stelle transportiert.
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Obwohl hierin eine Reihe von Schritten und Betrieben beschrieben wurde, wird der Fachmann erkennen, dass diese Schritte und Betriebe neu angeordnet, ersetzt oder eliminiert werden können, ohne vom Geist und Umfang der vorliegenden Offenbarung, wie in den Ansprüchen dargelegt, abzuweichen.
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Während zudem Aspekte der vorliegenden Offenbarung insbesondere unter Bezugnahme auf die obigen Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurden, wird der Fachmann darüber hinaus verstehen, dass verschiedene zusätzliche Ausführungsformen durch Modifikation der offenbarten Maschinen, Systeme und Anordnungen in Betracht gezogen werden können, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen. Diese Ausführungsformen sollen als in den Umfang der vorliegenden Offenbarung fallend verstanden werden, wie sie basierend auf den Ansprüchen und jeglichen Entsprechungen davon bestimmt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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