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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf das Gebiet des Kaltfräsens und insbesondere auf einen Anti-Bruchplattenmechanismus für eine Kaltfräse mit einer Vielzahl von Gleitkufen, die von einer Basisplatte nach unten herabhängen.
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Hintergrund
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Straßenfräsen bzw. Straßenplanieren ist die Praxis des Entfernens einer oberen Schicht von Pflastermaterial von einem Verkehr führenden Substrat, welches eine Straße bildet. Pflastermaterial, welches beim Straßenbau verwendet wird, verschlechtert sich tendenziell mit der Zeit als Ergebnis von Verwitterung, Abnutzung durch den Verkehr, Ermüdung, biologische Vorgänge und noch weiteren Faktoren. Es ist die übliche Praxis, dass neue „Überzüge” von Pflastermaterial auf älteren verschlissenen Schichten aufgepflastert werden. Schließlich wird es jedoch praktisch nicht mehr möglich, die Straße noch höher aufzubauen, und ein Teil der Straße oder die gesamte Straße muss neu gebaut werden. Kaltfräsen werden üblicherweise verwendet, um altes Pflastermaterial von dem den Verkehr führenden Substrat herunter zu schneiden, um es zu ermöglichen, dass neues Pflastermaterial oben drauf angeordnet wird.
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Eine typische Kaltfräse ist eine selbstangetriebene Maschine oder eine an einer selbstangetriebenen Maschine angebaute Vorrichtung, welche einen Schneidmechanismus aufweist, der konfiguriert ist, um das Pflastermaterial bis zu einer gewissen festgelegten Tiefe zu entfernen, was eine mehr oder weniger ebene Oberfläche ergibt, die als eine Bodenoberfläche bzw. Geländeoberkante dient, auf der eine neue Decke von Pflastermaterial angeordnet werden soll. Der Vorgang des Kaltfräsens hat tendenziell ziemlich große Anforderungen, da viel Energie erforderlich sein kann, um das relativ harte und dichte Substrat zu schneiden, dann das Schnittmaterial mit einer Fördervorrichtung zum Wegfahren von der Kaltfräse anzuheben. Es wird somit leicht verständlich sein, dass die Einsatzumgebung von Kaltfräsen tendenziell hart ist und die Komponenten von solchen Maschinen Bedingungen mit ziemlich großen Anforderungen unterworfen sind.
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Neben weiteren Herausforderungen kann der Schneidmechanismus einer Kaltfräse unter gewissen Bedingungen relativ große Bruchplatten von Pflastermaterial abbrechen, welche die Fördervorrichtung und andere Untersysteme nur schwierig handhaben können. Das
US-Patent Nr. 4,221,434 von Swisher, Jr. und anderen ist auf eine Straßenbrecherplatte für eine Planiervorrichtung gerichtet, wobei eine Walzenfrässchneidvorrichtung einen Teil einer bestehenden Straße entfernt. Die Brecherplatte scheint eine Gegenwirkung gegen Scherkräfte am oberen Teil der Straßenfläche bei einer vorbestimmten Distanz von der Frässchneidvorrichtung vorzusehen, um abgeschnittene Teile von der Straßenoberfläche von angeblich gleichförmiger Größe zu entfernen. Die von Swisher, Jr. und anderen vorgeschlagene Konstruktion kann bei gewissen Konstruktionen von Kaltfräsen gut arbeiten, es gibt jedoch immer noch Raum zur Verbesserung und für weitreichendere Anwendbarkeit.
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Zusammenfassung
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Gemäß einem Aspekt weist eine Kaltfräse einen Rahmen mit einem vorderen Rahmenende und einem hinteren Rahmenende auf, und mit dem Boden in Eingriff stehende Antriebselemente, die mit dem Rahmen gekoppelt sind. Ein Schneidmechanismus ist ebenfalls mit dem Rahmen gekoppelt und weist ein Gehäuse auf, welches eine Schneidkammer definiert, und eine drehbare Schneidvorrichtung, die innerhalb des Gehäuses positioniert ist und konfiguriert ist, um Material eines Substrates zu schneiden, welches unter der Kaltfräse liegt. Die Kaltfräse weist weiter einen Anti-Bruchplattenmechanismus auf, der mit dem Rahmen gekoppelt ist und eine nach oben orientierte Basisplatte aufweist, die sich über eine Vorderseite der Schneidkammer erstreckt, weiter einen nach vorne vorstehenden Pflug und eine Vielzahl von Gleitkufen. Die Vielzahl von Gleitkufen ist in einem ersten Untersatz angeordnet, der an einer ersten Außenbordseite des Pfluges positioniert ist, und in einem zweiten Untersatz, der an einer zweiten Außenbordseite des Pfluges positioniert ist, und sie hängen nach unten von der Basisplatte herunter, so dass die Vielzahl von Gleitkufen einen mit dem Substrat in Kontakt stehenden Fußabdruck des Anti-Bruchplattenmechanismus definiert, um eine einer Bruchplattenbildung entgegenwirkende Kraft auf nicht geschnittenes Material des Substrates aufzubringen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt weist ein Anti-Bruchplattenmechanismus für eine Kaltfräse eine nach oben orientierte Basisplatte auf, die über einer Vorderseite einer Schneidkammer in der Kaltfräse positionierbar ist, wobei die Basisplatte eine obere und eine untere Umfangskante und eine erste und eine zweite Außenbordumfangskante aufweist. Der Anti-Bruchplattenmechanismus weist weiter einen Pflug auf, der von der Basisplatte nach vorne vorsteht, um loses Material auf einem Substrat zu pflügen, welches unter der Kaltfräse liegt, und eine Vielzahl von Gleitkufen, die in einem ersten Untersatz angeordnet sind, der an einer ersten Außenbordseite des Pfluges positioniert ist, und in einem zweiten Untersatz, der an einer zweiten Außenbordseite des Pfluges positioniert ist. Die Vielzahl von Gleitkufen hängt von der Basisplatte nach unten herab und definiert einen mit dem Substrat in Kontakt stehenden Fußabdruck, um eine einer Bruchplattenbildung entgegenwirkende Kraft des Anti-Bruchplattenmechanismus auf nicht geschnittenes Material des Substrates aufzubringen, welches vor einer drehbaren Schneidvorrichtung innerhalb der Schneidkammer positioniert ist.
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Gemäß noch einem weiteren Aspekt weist ein Anti-Bruchplattenmechanismus für eine Kaltfräse eine nach oben orientierte Basisplatte auf, die über eine Vorderseite einer Schneidkammer in der Kaltfräse positionierbar ist, wobei die Basisplatte eine obere und eine untere Umfangskante und eine erste und eine zweite Außenbordumfangskante aufweist. Der Anti-Bruchplattenmechanismus weist weiter einen Pflug auf, der von der Basisplatte nach vorne vorsteht, um loses Material auf einem Substrat zu pflügen, welches unter der Kaltfräse liegt. Der Anti-Bruchplattenmechanismus weist weiter eine erste Gruppe von Befestigungselementen auf, die mit der Basisplatte gekoppelt sind und entlang der unteren Umfangskante auf einer ersten Außenbordseite des Pfluges positioniert ist, und eine zweite Gruppe von Befestigungselementen, die mit der Basisplatte gekoppelt sind und entlang der unteren Umfangskante an einer zweiten Außenbordseite des Pfluges positioniert sind. Sowohl die ersten als auch die zweiten Gruppen von Befestigungselementen haben eine Vielzahl von darin ausgebildeten Schraubenlöchern und sind konfiguriert, um eine Vielzahl von Bolzen bzw. Schrauben aufzunehmen, um eine Vielzahl von mit dem Substrat in Kontakt stehenden Gleitkufen mit der Basisplatte zu koppeln.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine schematische Seitenansicht einer Kaltfräse gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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2 ist eine schematische Ansicht eines Anti-Bruchplattenmechanismus gemäß einem Ausführungsbeispiel von einer ersten Blickrichtung;
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3 ist eine schematische Ansicht des Anti-Bruchplattenmechanismus der 2 von einer anderen Blickrichtung;
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4 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils des Anti-Bruchplattenmechanismus der 2 und 3;
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5 ist eine Abbildung einer Gleitkufe gemäß einem Ausführungsbeispiel;
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6 ist eine schematische Seitenansicht der Gleitkufe der 5;
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7 ist eine schematische Endansicht der Gleitkufe der 5 und 6; und
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8 ist eine schematische Seitenansicht eines Teils der Kaltfräse der 1, die so gezeigt ist, dass sie Material von einem Substrat schneidet.
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Detaillierte Beschreibung
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Mit Bezug auf 1 ist dort eine Kaltfräse 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel gezeigt und weist einen Rahmen 12 mit einem vorderen Rahmenende 14 und einem hinteren Rahmenende 16 auf. Ein vorderer Satz von mit dem Boden in Eingriff stehenden Antriebselementen 18 und ein hinterer Satz von mit dem Boden in Eingriff stehenden Antriebselementen 20 ist mit dem Rahmen 12 gekoppelt. Jeder dieser Sätze von Antriebselementen 18 und 20 kann zwei parallel mit dem Boden in Eingriff stehende Raupen aufweisen, obwohl die vorliegenden Offenbarung nicht darauf eingeschränkt ist. Eine Bedienersteuerstation 22 ist mit dem Rahmen 12 für herkömmliche Steuer- und Überwachungsfunktionen gekoppelt. Die Kaltfräse 10 kann weiter einen Schneidmechanismus 24 aufweisen, der mit dem Rahmen 12 gekoppelt ist und ein Gehäuse 26 hat, welches eine Schneidkammer 30 definiert. Ein Satz von Betätigungsvorrichtungen 28 ist vorgesehen, um das Gehäuse 26 anzuheben und abzusenken, typischerweise in Verbindung mit Einstellungen an einer Schneidtiefe des Mechanismus 24 in einer Weise, wie dem Fachmann bekannt sein wird. Der Mechanismus 24 weist eine drehbare Schneidvorrichtung 32 auf, die sich in einer Richtung entgegengesetzt zu einer Vorwärtsfahrrichtung der Kaltfräse 10 drehen kann und innerhalb des Gehäuses 26 positioniert ist und konfiguriert ist, um Material von einem Substrat 100 zu schneiden, welches unter der Kaltfräse 10 liegt. Ein Anti-Bruchplattenmechanismus 34 ist mit dem Rahmen 12 gekoppelt und weist eine nach oben orientierte Basisplatte 36 auf, die sich über eine vordere Seite 38 der Schneidkammer 24 erstreckt, einen nach vorne vorstehenden Pflug 40 zum Pflügen von losem Material, welches auf dem Substrat 100 liegt, und eine Vielzahl von Gleitkufen 42. Eine Primärfördervorrichtung 50 ist vor der Basisplatte 36 positioniert, und sie kann, wie hier weiter beschrieben wird, mit der Basisplatte 36 gekoppelt sein und auf dieser getragen werden, um Material, welches über die Schneidvorrichtung 32 von dem Substrat 100 geschnitten wurde, zu einer sekundären Fördervorrichtung 52 zu fördern, die vom Rahmen 12 nach vorne vorsteht. Ein Positionierungsmechanismus 54 kann mit der sekundären Fördervorrichtung 52 gekoppelt sein, um eine Positionssteuerung der sekundären Fördervorrichtung 52 nach links, nach rechts und möglicherweise nach oben und unten für übliche Zwecke zu ermöglichen. Wie aus der folgenden Beschreibung weiter offensichtlich wird, werden verschiedene Konstruktionsmerkmale der Kaltfräse 10 in Betracht gezogen, um Verbesserungen bezüglich der Effizienz, einer verlängerten Einsatzlebensdauer und anderer wünschenswerter Fortschritte gegenüber dem Stand der Technik zu ermöglichen.
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Nun ebenfalls mit Bezug auf die 2, 3 und 4 sind dort zusätzliche Merkmale des Anti-Bruchplattenmechanismus 34 in verschiedenen unterschiedlichen Ansichten gezeigt. Wie oben erwähnt, ist die Basisplatte 36 über eine Vorderseite der Schneidkammer 30 hinweg positionierbar. Wenn Material von dem Substrat geschnitten wird, wird entsprechend die Drehbewegung der Schneidvorrichtung 32 und optional zusätzlicher Materialeinspeisungsmechanismen, wie beispielsweise sogenannter (nicht gezeigter) „Kicker-Paddel” bzw. Auswurfpaddel, tendenziell das von dem Substrat abgeschnittene Material in einer Vorwärtsrichtung zur Basisplatte 36 hin drücken. Die Basisplatte 36 kann eine obere Umfangskante 56, eine untere Umfangskante 58, eine erste Außenbordumfangskante 60 und eine zweite Außenbordumfangskante 62 aufweisen. Die Basisplatte 36 kann weiter eine Materialtransferöffnung 68 definieren, durch die das Schnittmaterial gespeist wird, so dass es die primäre Fördervorrichtung 50 erreicht. Die primäre Fördervorrichtung 50 kann somit benachbart zur Öffnung 68 positioniert sein und kann konfiguriert sein, um Schnittmaterial aufzunehmen, welches von der Schneidkammer 30 dort hindurch geleitet wurde. Die Basisplatte 36 kann auch eine Abschirmungswand 77 aufweisen, die sich an die Öffnung 68 anschließt und sich nach oben zwischen der primären Fördervorrichtung 50 und der Schneidkammer 30 erstreckt, und zwar zu Zwecken, die aus der folgenden Beschreibung offensichtlich werden. Wie oben erwähnt, kann die Fördervorrichtung 50 mit dem Anti-Bruchplattenmechanismus 34 gekoppelt sein und kann insbesondere schwenkbar an der Basisplatte 36 montiert sein. Zu diesem Zweck kann der Mechanismus 34 weiter ein erstes Fördervorrichtungsbefestigungselement 70 und ein zweites Fördervorrichtungsbefestigungselement 72 aufweisen, die an der Basisplatte 36 angebracht sind und an einer ersten Außenbordseite 74 bzw. an einer zweiten Außenbordseite 76 der Öffnung 68 positioniert sind. Ein erstes und ein zweites Betätigungsvorrichtungsbefestigungselement 67 kann auch mit der Basisplatte 36 gekoppelt sein und konfiguriert sein, um eine Verbindung mit Betätigungsvorrichtungen herzustellen, um eine Höhe des Mechanismus 34 zum Transport oder während des Einsatzes in der Kaltfräse einzustellen. Eine erste und eine zweite Führungsschiene 66 des Mechanismus 34 sind derart gezeigt, dass sie an der Basisplatte 36 benachbart zu den Kanten 60 bzw. 62 angebracht sind.
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Der Pflug 40 steht von der Basisplatte 36 nach vorne vor, wie oben erwähnt, und kann ein Schild 82 und einen ersten Tragarm 84 und einen zweiten Tragarm 86 aufweisen, die sich zwischen der Basisplatte 36 und dem Schild 82 erstrecken. Eine Vielzahl von Querplatten, und im veranschaulichten Ausführungsbeispiel eine vordere Platte 88 und eine hintere Platte 90, können sich zwischen den ersten und zweiten Tragarmen 84 und 86 erstrecken. Eine Vielzahl von langgestreckten Rippen kann sich auch zwischen der Grundplatte 36 und dem Schild 82 erstrecken. Zusätzliche (nicht mit Bezugszeichen versehene) Strukturplatten können vorgesehen sein, die an den Platten 88 und 90 genauso wie am Schild 82 angebracht sind. Es wird am besten aus 2 klar, dass sich der Pflug 40 vertikal nach oben über eine Distanz erstreckt, die gleich oder größer als ungefähr ein Fünftel einer Höhe der Basisplatte 36 ist, wie von der unteren Umfangskante 58 zu einem vertikal obersten Teil der oberen Umfangskante 56 gemessen. Dieses Merkmal wird so angesehen, dass es ermöglicht, dass das Schild 82 loses Material, welches auf einem Substrat liegt, nach unten und zur Seite drückt, um zu verhindern, dass das Material über die Oberseite des Schildes 82 läuft und somit während des Einsatzes eine Unterseite der Fördervorrichtung 50 berührt. Die Platten 88 und 90 können dabei helfen, die Fördervorrichtung 50 vor irgendwelchem Material zu schützen, welches trotzdem über das Schild 82 läuft. Diese Merkmale stehen im Gegensatz zu früheren Strategien, welche einen vergleichsweise kürzeren Pflug einsetzen, der keine Struktur- und/oder Abschirmungsplatten hat, welche in manchen Fällen unter Problemen litten, die mit losem Material assoziiert sind, welches über die Oberseite des Pfluges läuft.
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Bei einer praktischen Strategie zur Ausführung können Gleitkufen 42 in einem ersten Untersatz 44, der an einer ersten Außenbordseite des Pfluges 40 positioniert ist, und einem zweiten Untersatz 46 angeordnet sein, der an einer zweiten Außenbordseite des Pfluges 40 positioniert ist. Jede der Gleitkufen 42 kann unter der Basisplatte 36 positioniert sein und weist eine nach unten weisende Unterseite 48 auf, wobei die nach unten weisenden Unterseiten eine gemeinsame horizontale Ebene definieren. Die Gleitkufen 42 können auch nach unten von der Basis 36 herunterhängen und einen, das Substrat berührenden Fußabdruck des Mechanismus 34 definieren, um eine einer Bruchplattenbildung entgegenwirkende Kraft auf nicht geschnittenes Material eines Substrates aufzubringen. Das Positionieren der Gleitkufen 42 in der hier beschriebenen Weise und in gewissen Ausführungsbeispielen derart, dass die ersten und zweiten Untersätze 44 und 46 von der unteren Umfangskante 58 nach unten herabhängen, macht die Unterseiten 48 von jeder der Gleitkufen 42 zum niedrigsten Punkt im Raum des Anti-Bruchplattenmechanismus 34, wenn dieser zum Einsatz in der Kaltfräse 10 positioniert ist.
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Die ersten und zweiten Untersätze 44 und 46 können weiter so angesehen werden, dass sie benachbart zum Pflug 40 positioniert sind, und so dass sich ein vertikales Spiel zwischen dem Pflug 40 und der gemeinsamen horizontalen Ebene erstreckt, die von den Unterseiten 48 definiert werden. Wie am Besten in 3 gezeigt, definiert der Pflug 40 einen zweiten Fußabdruck 94, der mit dem vertikalen Spiel zusammenfällt. Obwohl eine Unebenheit im Substrat 100 und in manchen Fällen Buckelbildung und Ausbrüche des Substrates 100 bewirken könnten, dass das Substratmaterial eine Unterseite des Pfluges 40 berührt, wird der Pflug 40, wenn der Mechanismus 34 auf einer flachen Oberfläche ruht, typischer Weise „schwimmen” und von der flachen Oberfläche um das vertikale Spiel getrennt sein. In 3 ist zu Veranschaulichungszwecken der Mechanismus 34 von der Ebene des Substrates 100 abgehoben gezeigt, obwohl der Mechanismus 34 während des Betriebs der Kaltfräse 10 natürlich das Substrat 100 berühren wird. Außerhalb des Fußabdruckes 94 ist eine erste Gruppe von parallelen Streifen 96 mit dem Untersatz 44 von Gleitkufen 42 assoziiert, und eine zweite Gruppe von parallelen Streifen 98 ist mit dem Untersatz 46 assoziiert. Jede der Gruppen von Streifen 96 und 98 weist drei parallele Streifen auf, wobei die jeweiligen Gruppen parallel zueinander sind und typischer Weise die gleichen Stellen in einer Richtung von vorne nach hinten einnehmen. Bei einer Strategie zur praktischen Ausführung weist jeder der ersten und zweiten Untersätze 44 und 46 eine Anzahl von Gleitkufen 42 auf, die mindestens gleich zwei ist und die in einer Richtung von vorne nach hinten langgestreckt sind, so dass der mit dem Substrat in Kontakt stehende Fußabdruck die allgemeine Form von zwei Gruppen von parallelen Streifen hat, wie in 3, obwohl unterschiedliche Gleitkufenkonfigurationen und Anzahlen eine andere Geometrie für den mit dem Substrat in Kontakt stehenden Fußabdruck mit sich bringen könnten.
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Nun insbesondere mit Bezug auf 4 kann der Mechanismus 34 weiter eine Vielzahl von Gleitkufenbefestigungselementen 78 aufweisen, die irreversibel mit der Basisplatte 36 gekoppelt sind. Die Gleitkufenbefestigungselemente 78 können in einer ersten Gruppe, entsprechend dem ersten Untersatz 44 der Gleitkufen 42, angeordnet sein, und in einer zweiten Gruppe, entsprechend dem zweiten Untersatz 46 von Gleitkufen 42. Die Befestigungselemente 78 können entlang der unteren Umfangskante 58 positioniert sein, wobei die jeweiligen Gruppen von Befestigungselementen auf gegenüberliegenden Außenbordseiten des Pfluges 40 positioniert sind. Jedes der Befestigungselemente 78 kann eine Vielzahl von darin ausgeformten Schraubenlöchern 81 haben, die konfiguriert sind, um eine Vielzahl von Schrauben bzw. Bolzen 80 aufzunehmen, die dort hindurch geführt sind, um reversibel die Gleitkufen 42 mit jedem der Befestigungselemente 78 zu verbinden. Es wird aus 4 klar, dass die Befestigungselemente 78 so angesehen werden können, dass sie von der unteren Umfangskante 58 herunterhängen und somit geeignet sind, die Gleitkufen 42 unter der unteren Umfangskante 58 zu positionieren.
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Nun mit Bezug auf 5 ist dort eine der Gleitkufen 42 gezeigt. Jede der Vielzahl von Gleitkufen 42 in dem Anti-Bruchplattenmechanismus 34 kann identisch sein und kann reversibel bzw. umkehrbar sein, so dass beim Abnutzen des Materials von der Unterseite 48 in einer ersten Einsatzorientierung die Gleitkufen umgedreht werden können und in einer äquivalenten zweiten Einsatzorientierung verwendet werden können. Die Gleitkufen 42 können eine langgestreckte Befestigungsplatte 102 aufweisen, die so konfiguriert ist, dass sie an den Mechanismus 34 geschraubt wird und eine erste Seitenfläche 104, eine zweite Seitenfläche 106, eine untere Umfangskante 108 und eine obere Umfangskante 110 haben. Die obere Umfangskante 110 erstreckt sich von einem ersten Befestigungsplattenende 112 zu einem zweiten Befestigungsplattenende 114. Jede der Seitenflächen 104 und 106 kann eben sein und die Seitenflächen 104 und 106 können parallel zueinander sein. Die Befestigungsplatte 102 kann ein langgestrecktes Schraubenloch 116 definieren, welches zwischen den ersten und zweiten Seitenflächen 104 und 106 eine Verbindung herstellt und konfiguriert ist, eine Schraube bzw. einen Bolzen aufzunehmen, um die Gleitkufe 42 an dem Anti-Bruchplattenmechanismus 34 entweder in der ersten oder in der zweiten Einsatzorientierung zu befestigen. Bei einer Strategie zur praktischen Ausführung kann die Befestigungsplatte 102 ein zweites langgestrecktes Schraubenloch 118 und ein drittes langgestrecktes Schraubenloch 120 aufweisen. Die Verwendung von langgestreckten Schraubenlöchern bzw. Schraubenlanglöchern ermöglicht vergleichsweise kleinere Einstellungen an der Positionierung der Gleitkufe 42, wenn diese mit dem entsprechenden Befestigungselement 78 gekoppelt wird.
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Die Gleitkufe 42 kann weiter eine langgestreckte gekrümmte Laufplatte 122 aufweisen, die an der unteren Umfangskante 108 angebracht ist und eine Oberseite 124 hat und auch eine mit dem Substrat in Kontakt stehende Unterseite 48 aufweist. Die Unterseite 48 erstreckt sich von dem ersten Laufplattenende 128 zu einem zweiten Laufplattenende 130 und hat ein gekrümmtes Längsprofil. Die obere Umfangskante 110 der Befestigungsplatte 102 kann ein erstes Kantensegment 132, ein zweites Kantensegment 134 und ein mittleres Kantensegment 136 aufweisen, wobei die jeweiligen Kantensegmente zusammen ein abgewinkeltes Längsprofil definieren. Während die Übergänge zwischen den Segmenten 132, 134 und 136 mit Radien versehen sein können, kann man das Längsprofil, welches von der oberen Umfangskante 110 definiert wird, so ansehen, dass es im Vergleich zu dem gekrümmten Profil der Unterseite 48 abgewinkelt ist. In einem Ausführungsbeispiel kann die Laufplatte 122 eine erste Außenbordkante 138 und eine parallele zweite Außenbordkante 140 aufweisen, wobei jede davon eben ist, so dass die Laufplatte 122 einen gleichförmigen rechteckigen Querschnitt hat, wie in 5 gezeigt.
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Die Laufplatte 122 kann auch eine Breite 142 aufweisen, welche sich von der ersten Außenbordkante 138 zur zweiten Außenbordkante 140 erstreckt und eine Länge 144, welche sich von dem ersten Laufplattenende 128 zum zweiten Laufplattenende 130 erstreckt. Die Länge 144 kann um einen Faktor von vier oder mehr größer sein als die Breite 142 und kann in gewissen Ausführungsbeispielen um einen Faktor von sechs oder mehr größer sein als die Breite 142. Die Befestigungsplatte 102 kann auch eine Befestigungsplattendicke 146 zwischen der ersten Seitenfläche 104 und der zweiten Seitenfläche 106 aufweisen, und die Laufplatte 122 kann eine Laufplattendicke 148 zwischen der Oberseite 124 und der Unterseite 43 aufweisen. Jede der Dicken 146 und 148 kann zwischen ungefähr 15 mm und ungefähr 25 mm sein. Wie er hier verwendet wird, soll der Ausdruck „ungefähr” im Zusammenhang mit der Rundung auf eine zusammenhängende Anzahl von signifikanten Ziffern verstanden werden. Entsprechend bedeutet „ungefähr 15 mm” von 14,5 mm bis 15,4 mm. Die Unterseite 48 kann ein erstes ebenes Segment 150 angrenzend an das erste Laufplattenende 128 aufweisen, weiter ein zweites ebenes Segment 152 angrenzend an das zweite Laufplattenende 130, und ein bogenförmiges Segment 154, welche sich zwischen den ebenen Segmenten 150 und 152 erstreckt. Wie oben erwähnt, erstreckt sich die Länge 144 vom ersten Ende 128 zum zweiten Ende 130. Die Länge 144 kann aus Längensegmenten bestehen, die von jeder der Oberflächen 150, 152 und 154 definiert werden. Insbesondere kann eine Länge 156 des ersten ebenen Segmentes 150 und eine Länge 158 des zweiten ebenen Segmentes 152 jeweils größer sein als eine Länge 160 des bogenförmigen Segmentes 154. In einem Ausführungsbeispiel kann jede der Längen 156, 158 um einen Faktor von zwei oder mehr größer sein als die Länge 160. Die Längen 156 und 158 können auch gleich sein und in gewissen Ausführungsbeispielen gleich ungefähr 100 mm sein.
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Wie oben erwähnt, kann die Laufplatte 122 an der unteren Umfangskante 108 der Befestigungsplatte 102 angebracht sein. Die Befestigungsplatte 102 und die Laufplatte 122 können jeweils zumindest teilweise aus gewalztem Stahl, aus Gussstücken, aus Schmiedestücken usw. geformt sein und können aneinander geschweißt sein. Eine Abschrägung 109 kann sich in Längsrichtung entlang jeder Seite einer Schweißschnittstelle bzw. Schweißnaht zwischen den jeweiligen Komponenten erstrecken. Die Laufplatte 122 kann auch eine untere Verschleißmaterialschicht 164 aufweisen, die eine größere Härte hat, und eine obere Basismaterialschicht 162 mit einer geringeren Härte. Die jeweiligen Schichten können Schichten von unterschiedlich hartem Stahl, Eisen oder Legierungen davon sein. In einer Strategie zur praktischen Ausführung kann die Verschleißmaterialschicht ein Hartbeschichtungsmaterial sein, welches auf die Basismaterialschicht 162 durch Sprühen, Schweißen oder irgendeine andere geeignete Beschichtungstechnik aufgebracht worden ist. Die Befestigungsplatte 102 kann aus dem Basismaterial geformt sein.
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Nun auch mit Bezug auf die 6 und 7 sind dort zusätzliche Merkmale der Gleitkufe 42 veranschaulicht. Wie oben erwähnt, kann das Schraubenloch 116 eines von einer Vielzahl von langgestreckten Schraubenlöchern sein, die in der Befestigungsplatte 102 ausgeformt sind. Jedes der Schraubenlöcher 116, 118, 120 kann langgestreckt sein, wie gezeigt, und das Schraubenloch 116 weist einen kleineren Durchmesser 166 und einen größeren Durchmesser 168 auf. Der größere Durchmesser bzw. Hauptdurchmesser 168 kann eine Ebene 170 definieren, welche die Laufplatte 122 zweiteilt und auch das Mittelkantensegment 136 zweiteilt. Das gekrümmte Längsprofil der Unterseite 43 kann zur Ebene 170 symmetrisch sein, so dass die Gleitkufe 42 einen identischen mit dem Substrat in Kontakt stehenden Fußabdruck in jeder der ersten und zweiten Einsatzorientierungen definiert. In einer Strategie zur praktischen Ausführung weist die Ebene 170 eine erste Ebene auf, welche in spiegelbildlicher Symmetrie die Gleitkufe 42 zwischen den ersten und zweiten Laufplattenenden 128 und 130 schneidet. Somit kann eine erste Hälfte in Längsrichtung der Gleitkufe 42 auf einer ersten Seite der Ebene 170 positioniert sein, und eine zweite Hälfte in Längsrichtung der Gleitkufe 42 ist auf einer zweiten Seite der Ebene 170 positioniert und ist ein Spiegelbild der ersten Hälfte in Längsrichtung. Es wird somit klar sein, dass die Gleitkufe 42 aus der in 6 gezeigten Einsatzorientierung um 180° gedreht werden kann und an den Anti-Bruchplattenmechanismus 34 in einer zweiten Einsatzorientierung montiert werden kann, so dass sie in identischer Weise arbeitet, wie sie es in der vorherigen Einsatzorientierung getan hat. Es ist auch aus 6 ersichtlich, dass die ebenen Segmente 150 und 152 in einem Winkel θ2 relativ zueinander orientiert sind. In gewissen Ausführungsbeispielen kann der Winkel θ2 ungefähr 45° oder weniger sein, und er kann in einer Strategie zur praktischen Ausführung gleich ungefähr 30° sein. Man hat herausgefunden, dass solche Winkel für die beabsichtigte Einsatzumgebung der Kaltfräse vorteilhaft sind, in der die Gleitkufen 42 im Allgemeinen auf flachem verdichtetem Asphalt gleiten.
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Die Form der Symmetrie, die in Verbindung mit 6 veranschaulicht und besprochen wurde, kann als eine Symmetrie in Längsrichtung verstanden werden. Die Gleitkufe 42 kann auch in seitlicher Richtung symmetrisch sein. 7 veranschaulicht eine Mittellinie 172 in Längsrichtung der Laufplatte 122. Die Mittellinie 172 in Längsrichtung liegt in einer zweiten Ebene 174, die senkrecht zur ersten Ebene 172 orientiert ist und die Gleitkufe 42 zwischen den ersten und zweiten Seitenflächen 104 und 106 schneidet. Die zweite Ebene 174 kann eine Spiegelbildsymmetrieebene sein, so dass eine erste seitliche Hälfte der Gleitkufe 42 auf einer ersten Seite der Ebene 174 positioniert ist, und dass eine zweite seitliche Hälfte der Gleitkufe 42 auf einer zweiten Seite der Ebene 174 positioniert ist und ein Spiegelbild der ersten seitlichen Hälfte ist.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Nun mit Bezug auf 8 ist dort ein Teil der Kaltfräse 10 gezeigt, welche die Schneidvorrichtung 24, den Anti-Bruchplattenmechanismus 34 und die Fördervorrichtung 50 aufweist, wie diese Komponenten in Erscheinung treten könnten, wenn die Kaltfräse 10 sich in eine Vorwärtsfahrtrichtung über das Substrat 100 voran bewegt und die Schneidvorrichtung 32 innerhalb der Schneidkammer 30 während der Vorwärtsbewegung gedreht wird, so dass die Schneidvorrichtung 32 Material vom Substrat 100 abschneidet. Die Schneidvorrichtung 32 dreht sich entgegengesetzt zur Vorwärtsfahrtrichtung und schneidet somit Material vom Substrat 100 und speist das geschnittene Material nach oben und vorne zur Fördervorrichtung 50. Die Fördervorrichtung 50 ist so gezeigt, dass sie auf der Basisplatte 36 getragen wird und nimmt Material auf, welches durch die Öffnung 68 eingespeist wird. Die Pfeile 176 zeigen einen ungefähren Einspeisungspfad für das geschnittene Material. Der Pflug 40 steht von der Basisplatte 36 nach vorne vor und drückt auf loses Material, welches auf dem Substrat 100 liegt. In vielen Fällen wird Personal das lose Material vor dem Pflug 40 anordnen, um zu ermöglichen, dass dieses auf die Fördervorrichtung 50 geleitet wird. Im Allgemeinen wird der Pflug 40 das Material zur Seite drücken, so dass es unter die Basisplatte 36 und zwischen die Gleitkufen 42 läuft. Ein hinterer Teil 55 der Fördervorrichtung 50 ist benachbart zur Basisplatte 36 positioniert und weist eine hintere Rolle 57 auf, die gedreht wird, um ein Förderband 61 in herkömmlicher Weise zu bewegen. Ein Bügel 59 koppelt die Fördervorrichtung 50 mit dem Befestigungselement 72. Es sei bemerkt, dass der Pflug 40 mit einem Freiraum zum Substrat 100 positioniert ist, obwohl der Freiraum nur 10 mm oder weniger sein kann, möglicherweise gleich ungefähr 4 mm. Eine Gleitkufe 42 ist so gezeigt, dass sie das Substrat 100 berührt, und bringt eine einer Bruchplattenbildung entgegenwirkende Kraft auf das Substrat 100 auf. Die der Bruchplattenbildung entgegenwirkende Kraft kann zumindest teilweise auf einem Gewicht des Anti-Bruchplattenmechanismus 34 basieren und drückt nach unten auf das nicht geschnittene Material, welches vor der Schneidvorrichtung 32 positioniert ist, um das nicht geschnittene Material am Platz zu halten, und zu verhindern, dass dieses vom Substrat 100 in Bruchplatten abbricht, die zu groß sind, als dass sie in der Praxis von der Kaltfräse aufgenommen werden könnten, und insbesondere von der Fördervorrichtung 50 aufgenommen werden könnten. Die einer Bruchplattenbildung entgegenwirkende Kraft kann auch teilweise ungefähr auf der Hälfte des Gewichtes der Fördervorrichtung 50 basieren und könnte über eine nach unten gerichtete Kraft vergrößert werden, die von Hydraulikzylindern vorgesehen wird, die mit dem Mechanismus 34 gekoppelt sind. Es ist beobachtet worden, dass das Abbrechen von Bruchplatten des Materials aus einem Substrat die Einrichtungen beanspruchen und beschädigen kann. Obwohl nur eine Gleitkufe 42 in 8 gezeigt ist, wird klar sein, dass die veranschaulichte Gleitkufe eine von einer Vielzahl von Gleitkufen ist, die jeweils koplanare Unterseiten haben, und zwar auf langgestreckten Laufplatten, wie hier beschrieben.
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Es sei bemerkt, dass ein unterster der Pfeile 176 in 8 einen Krümmungspfad zeigt, der erwartet werden könnte, wenn geschnittenes Material vom Substrat 100 über die Drehung der Schneidvorrichtung 32 nach oben gedrückt wird und dann über die Abschirmungswand 77 abgelenkt wird. Als eine Folge kann verhindert werden, dass Material mit relativ hoher Geschwindigkeit direkt auf den hinteren Teil 55 der Fördervorrichtung 50 auftrifft. Es wurde bei gewissen früheren Anti-Bruchplattenmechanismen beobachtet, dass eine mangelhafte Abschirmung manchmal zur Folge hatte, dass Materialbrocken, die aus einem Substrat geschnitten werden, auf einen hinteren Teil der primären Fördervorrichtung auftreffen und dessen Einsatzlebensdauer verringern. Es sei daran erinnert, dass eine Schneidtiefe der Kaltfräse 10 durch Variieren einer Position der Schneidvorrichtung 32 relativ zum Mechanismus 34 und somit zur Fördervorrichtung 50 eingestellt werden kann. Als eine Folge wird die relative Position der Schneidvorrichtung 32 bezüglich der Abschirmungswand 77 unter gewissen Umständen anders sein wird als in 8 veranschaulicht. Der Mechanismus 34 kann trotzdem konfiguriert sein, um unter gewissen Einsatzkonfigurationen zumindest einen Teil des hinteren Teils 55 der Fördervorrichtung 50 gegenüber geschnittenem Material abzuschirmen, welches zur Fördervorrichtung 50 gespeist wird.
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Während der Anti-Bruchplattenmechanismus 34 typischer Weise vertikal einstellbar sein wird, beispielsweise anhebbar oder absenkbar, wird eine Orientierung des Mechanismus 34 bezüglich des Substrates 100 typischer Weise während des Betriebs der Kaltfräse 10 fest bleiben. In dieser Weise kann die Basisplatte 36 in einer festen Orientierung getragen werden, die nach vorne bezüglich einer horizontalen Ebene gekippt ist, wie ungefähr in 8 gezeigt. In einer Strategie zur praktischen Ausführung kann die Basisplatte 36 so nach vorne gekippt sein, dass sie einen Winkel θ1 von ungefähr 5° bis ungefähr 15° bezüglich einer vertikalen Linie definiert, und insbesondere kann θ1 in gewissen Ausführungsbeispielen ungefähr gleich 8° sein. Die Vorwärtsneigung der Basisplatte 36 kann die Positionierung der Gleitkufe 42 und der anderen nicht in 8 sichtbaren Gleitkufen relativ nahe an der Schneidvorrichtung 32 ermöglichen und somit den gesamten Wirkungsgrad des Anti-Bruchplattenmechanismus 34 verbessern, da die einer Bruchplattenbildung entgegenwirkende Kraft nahe an einer sich nach vorne bewegenden Schneidlinie aufgebracht wird, die von der Schneidvorrichtung 32 definiert wird.
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Die vorliegende Beschreibung ist nur zu Veranschaulichungszwecken vorgesehen und sollte nicht so angesehen werden, dass sie den Umfang der vorliegenden Offenbarung in irgendeiner Weise einschränkt. Somit wird der Fachmann erkennen, dass verschiedene Modifikationen an den gegenwärtig offenbarten Ausführungsbeispielen vorgenommen werden können, ohne vom vollen und zugemessenen Kern und Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Andere Aspekte, Merkmale und Vorteile werden bei einer Durchsicht der beigefügten Zeichnungen und der angehängten Ansprüche offensichtlich werden.
