DE2151385C2

DE2151385C2 - Straßenfräsmaschine

Info

Publication number: DE2151385C2
Application number: DE19712151385
Authority: DE
Inventors: Albrecht 1000 Berlin Marks
Original assignee: Marks & Co Kg 4350 Recklinghausen De GmbH
Current assignee: Marks & Co Kg 4350 Recklinghausen De GmbH
Priority date: 1971-10-15
Filing date: 1971-10-15
Publication date: 1983-01-13
Also published as: DE2151385A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Straßenfräsmaschine mit einem um die Zylinderachse drehbaren. Schlagkörper. Fräszähne und/ oder Korundscheiben tragenden Fräswerkzeug, das über ein Getriebe mit einer Antriebsein richtung verbunden ist.

Eine derartige Straßenfräsmaschine ist aus der US-PS 72 391 bereits bekannt. Bei der bekannten Straßenffäsfnäschine verläuft die Drehachse des Fräswerkzeuges parallel zu der Hauptebene der zu bearbeitenden Fräsfläche und senkrecht zur Fräsrichtung. Sie ist in geeignetem Höhenabstand an einem fahrbaren Rahmen gelagert, so daß bei Verschiebung der .Straßenfräsmaschine eine der Breite des Fräswerkzeuges entsprechende Nut aus der Straßendecke ausgefräst wird, in die dann /. B. eine Markierung eingelegt werden kann. In ähnlicher Weise können auch nicht mehr gewünschte Markierungen entfernt werden, so daß die Straßenfräsnuischine dann zu einem Demarkierungsgerät wird.

Bei dieser bekannten Art der Fräswerkzeuglagerung -, mit /ur Fräsfläche paralleler und zur Fräsrichtung senkrechter Drehachse ist jedoch der Wirkungsgrad noch verhältnismäßig schlecht, da das Fräswerkzeug stets nur mit einer im wesentlichen gleichbleibenden Richtung an die zu bearbeitende Fräsfläche ar^edrückt κι wird. Dies gilt insbesondere dann, wenn das Fräswerkzeug nicht mit starr an seinem Umfang eingesetzten Fräszähnen, sondern mit mit radialem Spiel gelagerten Schlagkörpern versehen ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannte Straßen- -, fräsmaschine derart zu verbessern, daß der Fräsvorgang mit größerem Wirkungsgrad durchführbar ist, insbesondere bei Fräswerkzeugen, die radial mit Spiel gelagerte Schlagkörper aufweisen.

Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch. daß das Getriebe mit einer Vorrichtung zum zusätzlichen Antrieb des Fräswerkzeuges um eine zu der zu fräsenden Fläche im wesentlichen senkrechten Achse ausgestattet ist. Dadurch wird es möglich, das Fräswerkzeug nicht nur in der Vorschubrichtung im :·; wesentlichen geradlinig an der Fräsfläche angreifen zu lassen, sondern zusätzlich auch mit einer überlagerten Kreisbewegung, so daß das verspanenue Material unter beliebigen Winkeln erfaßt und mit erhöhter Geschwindigkeit angegriffen werden kann.

jo Da auch Anwendungsfälle vorstellbar sind, bei denen diese Überlagerte Kreisbewegung nicht erwünscht ist, kann die Antriebsvorrichtung von dem Fräswerkzeug gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung abgekoppelt werden, so daß das Fräswerkzeug sich ι·, dann in herkömmlicher Weise lediglich um seine Längsachse dreht. Diese Möglichkeit erweist sich vor allem am Anfang bzw. am Ende einer Fräsnut als vorteilhaft, wenn hier z. B. ein rechtwinkliger Anschluß der Fräsnut vorgesehen werden soll, aber auch dann. 4(« wenn mittels der erfindungsgemaikn Straßenfräsma schine Nuten ausgearbeitet werden sollen, deren Breite geringer als die Gesamtbreite des Fräswerkzeuges ist. ober aber etwa zwei parallel nebeneinander verlaufende Nuten durch entsprechende geteilte Werkzeuge herge-4i stellt werden sollen, in welchem Falle die Rotationsbewegung um eine senkrechte Achse nicht vorgenommen werden darf.

Um eine möglichst einfache Umschaltung zwischen diesen beiden Betriebsarten vornehmen zu können, ist es gemäß einer Weiterbildung der Erfindung günstig wenn zur wahlweisen Ab· bzw. Ankopplung der zusätzlichen Antriebsvorrichtung von dem bzw. an da-Fräswerkzeug ein Stellhebel vorgesehen ist Dienen als Fräswerkzeuge Schlagkörper, ist die

5Ί erfindungsgemäße zusätzliche Kreisbewegung um eine horizontale Achse besonders vorteilhaft, weil durch die von den .Schlagkörpern ausgeführte Radialbewegung das Material der Straßenoberfläche sich erheblich leichter lösen läßt als im Falle einer nur um die horizontale Längsachse antreibbaren Fräsmaschine.

Da die äußeren Enden des Fräswerkzeuge«, infolge der überlagerten Kreisbewegung jeweils die gesamte Breite der Fräsnut durchlaufen, genügt unter Umständen auch eine kleinere Anzahl von Schlagkörpern, die -'' dann nur in den Randbereichen des Fräswerkzeug^, angeordnet zu werden brauchen. Wird eine ausreichend kleine Vorschubgeschwindigkeit eingehalten, kann auch mit dieser verringerten Anzahl von Schlagkorpern die

Fräsnui in ihrer ganzen tlreiie hergestellt werden.

Ähnlich können die Schlagkörper auch mit von der Mitte des Fräswerkzeugs zu dessen Randbereichen hin zunehmender Dichte über die Fräswerkzeuglänge verteilt sein. Bei nicht wirksamem zusätzlichem Antrieb kann dann eine Fräsnut mit einem Profil hergestellt werden, descen Tiefe von der Mitte der Frasnui 2.L. cien Randbereichen hin zunimmt. Umgekehrt läßt sich ein Fräsnutprofil mit von der Mitte zu den Randbereichen hin abnehmender Tiefe erhalten, wenn die Schlagkörper mit von der Mitte des Fräswerkzeugs zu dessen Randbereichen hin abnehmender Dichte über die Fräswevkzeuglänge verteilt sind.

Es ist günstig, die zusätzliche Antriebsvorrichtung gemäß einer noch anderen Weiterbildung der Erfindung aus einer von der Straßenfräsmaschine um eine im wesentlichen zur Fräsfläche senkrechte Achse drehbar gelagerten Hohlwelle bestehen zu lassen, die an ihrem unteren Ende eine das Fräswerkzeug in zur Fräsfläche paralleler Richtung drehbar haltende Gabel aufweist und in deren Innerem eine Antriebswelle für den Drehantrieb des Fräswerkzeugs um die zur Fräsfläche parallele Achse drehbar gehalten ist.

Diese Hohlwelle und die darin angeordnete Welle können über eine an ihrem oberen Ende angeordnete Getriebeeinrichtung mit einem gemeinsamen Antrieb verbunden sein. Gemäß einer noch anderen Ausführungsform ermöglicht die Getriebeeinrichtung eine Verstellung des Verhältnisses zwischen der Drehbewegung des Fräswerkzeugs um die zur Fräsfläche parallele Achse und der Drehbewegung der Gabel um die dazu senkrechte Achse.

Man kann auch das Fräswerkzeug zweiteilig ausführen und dann in der Gabel derartig halten und antreiben, daß die Teile zueinander gegenläufig sind.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in den Zeichnungen dargestellt ist. Es zeigt

F i g. 1 schematisch allgemein eine Seitenansicht einer erfindungsgemäß ausgestalteten Straßenfräsmaschine; F i g. 2 sehe latisch den Aufbau einer das Fräswerkzeug enthaltenden Bearbeitungseinheit einer Straßenfräse nach der Erfindung:

F i g. 3 eine gegenüber F i g. 2 etwas abgewandelte Ausführungsform einer Bearbeitungseinheit: und

Fig.4a—c verschiedene Ausführungsformen von an dem Fräswerkzeug mit radialem ..piel befestigten Schlagkörpern.

Im einzelnen läßt Fig.) eine allgemein mit 10 bezeichnete Straßenfräse nach der Erfindung erkennen. Ein Chassis 12 ruht ücir Laufräder 14 auf der Straßenoberfläche auf und trägt ein allgemein mit 16 bezeichnete; Antriebsaggregat für den Antrieb eines in einer Tragkonstruktion 18 gelagerten Fräswerkzeuges 20 sowie ggf. die Erzeugung einer Vorschubbewegung. Das Antriebsaggregat 16 bildet keinen unmittelbaren Bestandteil der Erfindung, so daß auf dessen Aufbau nicht näher eingegangen werden soll. Neben dem Antriebsaggregat 16 kann ein Gerätekasten 17 stehen. Die Tragkonstruktion 18 und die Fräswelle 20 bilden lusammen eine allgemein mit 22 bezeichnete Bearbeitungseinheit.

Den Aufbau der den eigentlichen Gegenstand der Erfindung bildenden Bearbeilungseinheit 22 veranschaulicht F i g. 2. In ein die gesamte Bearbeitungseinheit 22 abschließendes Gehäuse 24 ragt eine Abtriebswelle 25 des Antriebsaggregates 16. An ihrem freien Ende steht die Abtriebsäule 25 über ein Kegelrad 27 mit einem Kegelrad 28 in Verbindung, das auf einer sich in Längsrichtung der Bearbeilungseinheit 22 erstrekkenden Antriebswelle 26 silzi. Die Antriebswelle 26 reicht bis in die Nahe des unteren Endes der Bearbeitungseinheit 22 und gehl dort in ein Kegelrad 29 über, das mit einem Kegelrad 30 in Eingriff steht. Das Kegelrad 30 sitzt auf einem Wellenstummel 32, dessen dem Kegelrad 30 abgewandtes Ende eine Riemenscheibe 34 aufnimmt. Die Riemenscheibe 34 ist über einen in Treibriemen 36 mit einer weiteren Riemenscheibe 35 gekoppelt, die unmittelbar an das Fräswerkzeug 20 angeschlossen ist. Statt einer Drehmomentübertragung mittels Treibriemen kommt naturgemäß ebenso eine Drehmomentübertragung mittels miteinander kämmender Zahnräder oder auch mittels Ketten und entsprechende. Kettenräder in Betracht.

Die Lagerungen der verschiedenen Wellen sind jeweils nur schematisch angedeu'et, ohne näher erläutert zu sein, da ihre Funktion durch Betrachtung -° der Zeichnung allein verständlich ist.

Wird auf die Abtriebswelle 25 °^;n Drehmoment

ausgeüb·.. so kommt es zwangsläufig />· einer Drehung des Fräswerkzeuges 20, wie dies allgemein bekannt ist.

Am oberen Ende der Antriebswelle 26 sitzt ein erstes

^⁵ Stirnrad 38. das mit einem zweiten Stirnrad 40 kb.nmt.

welches drehfest mit einem Wellenstück 42 verbunden ist. Das Wellenstück 42 greift über ein Abtriebsrad 46 in einen Zahnkranz 48, der sich am äußeren Umfang des oberen Endes einer Hülse 50 befindet, die die

^w Antriebswelle 26 frei drehbar umgibt.

Die Hülse 50 läuft an ihrem unteren Ende in einen Gabelkopf 52 aus. in dem das Fräswerkzeug 20 drehbar gelagert ist.

In der mit Fig.2 gezeigten Stellung wird demnach über das erste Stirnrad 38 die Hülse 50 ebenfalls angetrieben, so daß der Gabelkopf 52 rotiert und dem Fräswerkzeug 20 in der angestrebten Weise zusätzlich zu dessen Drehung um seine Längsachse eine Drehbewegung um die Längsachse der Antriebswelle 26 erteilt. Dadurch kann das Fräswerkzeug 20 an der Straßendecke nicht nur in der eigentlichen Vorschubrichfng. sondern zusätzlich mit einer überlagerten kreisenden (radierenden) Bewegung angreifen. Es versteht sich, daß die Überlagerung der Drehbewegung statt mit Hilfe der Zahnräder 38,40 ebenso et* a mittels eines Planetengetriebes o. dgl. erzeugt verden kann, wobei die spezielle technische Lösung je nach dem Einzelfall gewählt werden kann.

Wird eine zusätzliche Drehbewegung für das Fräswerkzeug 20 nicht gewünscht, so kann das zweite Stirnrad 40 in Richtung eines Pfeiles 45 über einen in F i g. I mit 56 bezeichneten Stellhebel angehoben werden, da es etwa mitteis einer Nut-/Federverbindung 44 axialverschieblich auf dem Wellenstück 42 gelagert ist. Dauurch wird die Kopplung mit dem ersten Stirnrad 38 aufgehoben und somit ein Drehmoment auf den Gabelkopf 52 nicht mehr ausgeübt. Eine geeignete nicht dargestellte Fixiervorrichtung sorgt dafür, daß der Gabelkopf 52 bei Auftrennung der Verbindung zwisehen dem ersten .S'irnrad 38 und dem zweiten Stirnrad 40 in der erforderlichen Weise so ausgerichtet ist, daß die Längsachse des Fräswerkzeugs 20 senkrecht zur Vorschubrichtung verläuft. Statt des an der Tragkonstruktion 18 angebrachten Stellhebels 56 kann ein Stellhebel (nicht dargestellt) auch unmittelbar in Nähe eines Bedit^upgsgrifhs eines Handhebels 68 an^eiTcinet und dann über entsprechende Gestänge, Bowdenzüge o. dgl. mit dem Stirnrad 40 gekoppelt sein, so daß ein

einfaches F.in- bzw. Ausschalten der ubi'rlagc-'Men Drehbewegung unmittelbar in der normalen Beilie nungsposition möglich ist.

Mit F i g. 3 ist eine etwas abgewandelte Ausführungsform einer Bearbeitungseinheil 22 entsprechend Fig. 2 wiedergegeben. Teile, die Teilen in F i g. 2 entsprechen, sind jeweils mit den gleichen Bezugs/eichen, ergänzt um ein Apostrophzeichen, versehen. Die Antriebswelle 26' greift über das Kegelrad 29' nicht nur an einem Kegelrad 30', sondern außerdem an einem Kegelrad 30-a an. Dieses Kegelrad 30';/ sitzt auf einem Wellenstummel 12'<f, der ahnlich wie der Wellensium mcl 32' in eine Fräsplatte 54 übergeht. Am Umfang der Fräsplatte 54 befinden sich Achsen 58', auf denen ähnlich wie in Fig. 2 die .Schlagkörper 60 auf den Achsen 58 Schlagkorper 60' sitzen. Die Ausführungsform der Fig. 3 unterscheidet sich gegenüber F i g. 2 somit in erster Linie dadurch, daß das Fräswerkzeug 20' in zwei Abschnitte mit den Fräsplatten 54 unterteilt ist, die jeweils für sich und gegenläufig angetrieben werden. Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 sind die Schlagkorper 60' hier nur in den Randbereichen des Fräswerkzeuges 20' angeordnet. Für den Fall, daß die Fräsnut durch möglichst geradlinige Abschlußkanten begrenzt sein muß, die sich durch die lose gelagerten Schlagkorper 60' ggf. nicht herstellen lassen, kennen statt der äußersten Schlagkörpcr feste Korundscheiben vorgesehen sein, die ihre Lage relativ zu der Fräswelle 20' nicht ändern. Solche festen Korundscheiben erweisen sich auch dann als vorteilhaft, wenn das zufräsende Material feste Einschlüsse enthält, die durch die eigentliche Fräs- bzw. Schlagbewegung des Fräswerkzeuges nicht zerkleinert werden können, sondern als zusammenhängende Stücke ausgerissen werden, so daß Fräsnuten mit unregelmäßigen Begrenzungskanten entstehen würden. Mit den seitlich angebrachten Korundscheiben lassen sich solche Einschlüsse dagegen schleifend durchtrennen, wobei dann insbesondere auch ein nur geradliniger Vorschub des Fräswerkzeuges, ohne überlagerte Drehbewegung, infrage kommt.

Das Fräswerkzeug 20 kann grundsätzlich mit an seinem Umfang eingesetzten Fräszähnen versehen sein. Ebenso können sich in gleichen radialen Abständen von der Drehachse des Fräswerkzeuges 20 und parallel da/u Achsen 58 zwischen den beiden Enden des Fräswerkzeuges 20 erstrecken, auf denen (vgl. Fig. 4a) mit radialem Spiel eine Vielzahl von Schlagkörpern 60 sitzen, die bei Drehung des Fräswerkzeuges 20 nach radial außen geschleudert werden und mit ihrer Masse frei auf die Straßenoberfläche einwirken. Die Fig. 4a. 4b und 4c zeigen unterschiedliche Ausführungen für derartige Schlagkorper. so die Fig. 4a ringförmige Schlagkorper 60a mit etwa rechteckförmigen Umfangszähnen od^r Schlagkorper 606 mit zugespitzten Umfangszähnen. während die Fig. 4b einen die Achse mit einen Ringansatz 59 umschließenden Schlagkorper 60c zeigt, bei dem der Ringansatz 59 in einen Schaft und von dort in einen Schlagkopf 63 übergeht.

Der Schlagkörper 6Odgemäß F i g. 4c besitzt anstelle des mit Fig.4b dargestellten Ringansatzes 59 eine ■ Verdickung 64. so daß die mit einem Längsschlitz 66

versehene Achse 58,; den Schalt 82 gerade noch aufnehmen kann, die Verdickung 64 aber nicht mehr hindurchpaßt, so daß der Schlagkorper 60 (/ sich bei Rotation des Fräswerk/euges 20 in Längsrichtung seines Schaftes 62 durch den Liingsschlitz 66 hindurchglcilend hin und herbewegen kann. Infolge des gegenüber den Ausführungsmöglichkeilen nach F i g. 4a b/w. 4b erheblich vergrößerten Spiels läßt sich dadurch noch eine weitere Intensivierung des Schlageffektes erreichen.

Zur Erhöhung der Lebensdauer können die Schlagkorper an ihren Sihl.igflachen gehärtet o(Lr auch mit I lartmetalleinsät/en versehen sein.

Die liearbeiuingseinhcit 22 kann im Verhältnis zu dem Chassis 12 gegen Federwirkung höhenverschieblieh gelagei t sein, um /.. B. die Bcarbeitungseinheit 22 in Ruhestellung von der .Straßenoberfläche abzuheben. I Iber einen beispielsweise νι,η einer Deichsel gebildeten Handhebel 68 kann die Bearbeituneseinheit 22 in entgegengesetzter Richtung verschoben werden, um so die jeweils günstigste Höhenlage für das Fräswerkzeug 20 im Verhältnis zur .Straßenoberfläche entsprechend den jeweiligen Beobachtungen einzustellen. Damit eine maximale Frästiefe nicht überschritten wird, ist in F i g. 2 ein Anschlag 70 zu erkennen, der auch höhenverstellbar sein kann.

Um Unebenheiten der Straßenoberflächc ausgleichen zu können kann die Bearbeitungseinheit 22 vorzugsweise kardanisch aufgehängt bzw. mittels eines Pendellagers gelagert sein, so daß jeweils eine parallele Ausrichtung der Drehachse des Friiswerkzeuges 20 zur Hauptebene der Straßenoberfläche ermöglicht wird. Zur Erhöhung der Führungsgenauigkcit können an der der zu bearbeitenden Fräsfläche zugewandten Seite der Bearbeitungseinheit 22 außerhalb des Wirkungsbereiches des Fräswerkzeuges 20 zu der Fräsfläche gerichtete Begrenzungsorgane angeordnet sein, die in Nähe der Straßenoberfläche liegen und so steis für eine senkrechte Ausrichtung der Längsachse der Bearbeitungseinheit 22 zur Straßenoberfläche sorge", wobei die Bearbeitungseinheit 22 infolge der kardamschen bzw. Pendellagerung zu folgen vermag.

Infolge der verbesserten Wirkungsweise, insbesondere durch die beschriebenen, lose an dem Fräswerkzeug 20 angesetzten Schlagkorper können auch Nuten mit größerer Tiefe gefräst werden, so daß die erfindungsgemäße Straßenfräse einen gegenüber bisher bekannten Straßenfräsen erweiterten Einsatzbereich aufweist und sich teilweise universell sowohl zur Demarkierung als auch zur Herstellung neuer, mit Markierungen auszulegender Fräsnuten eignet.

Die Koppelung zwischen dem Antrieb für die Drehung des Fräswerkzeugs 20 um seine horizontale Achse sowie dem Antrieb für die überlagerte Drehung des Fräswerkzeuges 20 um eine vertikale Achse braucht nicht, wie vorstehend beschrieben, starr zu sein, sondern kann auch variabel sein, so daß sich das Verhältnis zwischen Grunddrehbewegung und überlagerter Drehbewegung bedarfsweise, vorzugsweise stufenlos, verändern läßt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

I.Straßenfräsmasehine mi; ;'>nem um die 'Zylinderachse drehbaren, Schlagkörper, Ki »^•^^r.c und/oder Korundscheiben tragenden Fräswerkzeug, das über ein Getriebe mit einer Antriebseinrichtung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (22) mit einer Vorrichtung (38, 44, 46, 48, 50, 52) zum zusätzlichen Antrieb des Fräswerkzeuges (20) um eine zu der zu fräsenden Fläche im wesentlichen senkrechte Achse ausgestattet ist.
2. Straßenfräsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Antriebsvorrichtung wahlweise mit dem Fräswerkzeug (20) koppelbar und von diesem abkoppelbar ist.
3. Straßenfräsmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur wahlweisen Ab- bzw. Ankopplung der zusätzlichen Antriebsvorrichtung von dem bzw. an das Fräswerkzeug (20) ein Stellhebel (56) vorgesehen ist.
4. Straficflfräsmaschine nach einem der Ansprüche 1 —3. dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Antriebsvorrichtung aus einer von der Straßenfräsmaschine um eine im wesentlichen zur Fräsfläche senkrechte Achse drehbar gelagerte Hohlwelle (50) besteht, die an ihrem unteren Ende eine das Fräswerkzeug in zur Fräsfläcnre parallelen Richtung drehbar haltende Gabel (52) aufweist und in deren Innerem eine Antriebswelle (26) für den Drehantrieb des Fräswerkzeugs (20) um die zur Fräsfläche parallele Achse drehbar gehalten ist.
5. Stralieniräsmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß üe Höh -velle (50) und die darin angeordnete Welle (26) über eine an ihren oberen Enden angeordnete Getnebeei dichtung (25, 27, 28, 38, 40, 46, 48) mit einem gemeinsamen Antrieb (16) verbunden sind.
6. Straßenfrasmaschinr nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebeeinrichtung eine Verstellung des Verhältnisses zwischen der Drehbewegung des Fräswerkzeugs (20) um die zur Fräsfläche parallele Achse und der Drehbewegung der Gabel (52) um die dazu senkrechte Achse ermöglichen.
7. Straßenfräsmaschine nach einem der Ansprüche 1—6, dadurch gekennzeichnet, daß das Fräswerkzeug (20) zweiteilig ist und in der Gabel (52) derart gehalten und angetrieben wird, daß die Teile (54) zueinander gegenläufig sind.