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Maschine zum Abfräsen von Strassendecken I Die Erfindung bezieht
sich auf eine Maschine zum Abfräsen von Strassendecken mit einem mit Rädern versehenen
Fahrgestell, an dem eine Fräsvorrichtung und ein Antriebsmotor, insbesondere ein
Verbrennungsmotor, befestigt sind, der über eine Kupplung und ein mechanisch schaltbares
Getriebe mit dem die Räder antreibenden Differentialgetriebe in Verbindung steht.
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Bei derartigen Maschinen, mit denen beispielsweise durch die Benutzung
von Spikesreifen ungleich abgenutzte oder durch Frostaufbrüche beschädigte Strassendecken
um einen bestimmten Betrag zwecks Neubeschichtung abgefräst werden können, besteht
die Fräsvorrichtung aus einem Walzenfräser, der entgegen der Fahrtrichtung umläuft.
Der Antrieb des Walzenfräsers erfolgt durch einen eigenen Motor oder über ein Getriebe
durch den Antriebsmotor der Maschine mit einer fUr den jeweils verwendeten Fräser
charakteristischen Drehzahl. Es wird in diesem Zusammenhang auf die älteren Patentanmeldungen
P 2I I2 458.7 vom I6. April 1971 und P 2I 45 497.7 vom II.
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Sept. I97I verwiesen.
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.e Bekanntlich arbeiten Fräsvorrichtungen"aller Art nur dann mit
einem optimalen Wirkungsgrad, wenn die Fräserdrehzahl und die Vorschubgeschwindigkeit
des Fräsers bzw. des abzufräsenden Gegenstandes unter Berücksichtigung der Materialeigenschaften
des Gegenstandes und der Frästiefe genau aufeinander abgestimmt sind. Aus diesem.Grund
besitzen die bekannten Maschinen zum Abfräsen von Strassendecken zwischen dem Differentialgetriebe
und dem Antriebsmotor - im allgemeinen ein Dieselmotor - ein mehrstufig schaltbares
mechanisches Getriebe, mit dem die Fahrgeschwindigkeit der Maschine bestimmten vorgegebenen
Betriebsarten, wie beispielsweise reiner Fahrbetrieb ohne Fräsen, normaler Fräsbetrieb,
Fräsbetrieb mit besonders grösser Frästiefe und Fräsbetrieb mit besonders geringer
Frästiefe, in gewissen Grenzen angepasst werden kann.
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Die im Strassenbau verwendeten Fahrbahndecken können sich sowohl im
Unterbau als auch in ihrer Oberfläche hinsichtlich Druckfestigkeit, Biegezugfestigkeit,
Abriebfestigkeit und dergleichen erheblich voneinander unterscheiden. Infolgedessen
ist in vielen Fellen mit den bekannten Maschinen nur in grober Näherung eine Anpassung
der Vorschubgeschwindigkeit an die jeweilige Fahrbahndecke möglich, so dass die
Fräsvorrichtung nicht mit einem optimalen Wirkungsgrad arbeitet.
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Die Folge ist, dass entweder der Fräser einem erhöhten Verschleiss
unterworfen ist - dies ist der Fall, wenn die Vorschubgeschwindigkeit des Walzenfräsers
zu gross ist - oder sich der zum Abfräsen einer bestimmten Strassenfläche erforderliche
Zeitaufwand erhöht, weil die Vorschubgeschwindigkeit des Walzenfräsers zu gering
ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Maschine zum Abfräsen von Strassendecken
zu schaffen, mit der eine möglichst geneue Anpassung der Fahrgeschwindigkeit bzw
Vorschubgeschwindigkeit an die jeweilige Fahrbahndecke, die Frästiefe und andere
den Wirkungsgrad der Maschine beeinflussende Kriterien vorgenommen werden kann.
Diese Aufgabe wird ausgehend von der Maschine der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäss
dadurch gelöst, dass zwischen der abtreibenden Welle des Antriebsmotors. und der
angetriebenen Welle des.Differentialgetriebes ein stufenlos regelbares Getriebe
vorgesehen ist.
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Durch die Einschaltung eines stufenlos regelbaren Getriebes in das
Antriebssystem der Maschine wird erreicht dass jede Fahrgeschwindigkeit zwischen,
Null und einer durch die maximal auftretende Ubersetzung vorgegebenen Grenzgeschwindigkeit
eingestellt werden kann und somit die Vorschubgescliwindi6keit der- Maschine genau
an die den Wirkungsgrad der Maschine beeinflussenden Kriterien, wie Aufbau der Fahrbahndecke,
Frästiefe und dergleichen, angepasst werden kann.
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Darüber hinaus hat eine solche Kombination von mechanisch schaltbarem
Getriebe und stufenlos regelbarem Getriebe,den Vorteil, dass der Wirkungsgrad des
Antriebssystems im Vergleich zu den bekannten Maschinen wesentlich höher ist. Dies
wirkt sich günstig auf den-Betrieb der Maschine aus.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist das-sLufenlos regelbare Getriebe
zwischen der abtreibenden Welle des Antriebsmotors und der angetriebenen Welle des
mechanisch schaltbaren Getriebes angeordnet. Dies hat gegenüber der inversen
Anordnung,
bei der das stufenlos regelbare Getriebe zwischen dem mechanisch schaltbaren Getriebe
und dem Differentialgetriebe sitzt, den Vorteil eines besseren Wirkungsgraddurchschnitts
des Antriebssystems.
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Als stufenlos regelbares Getriebe können die bekannten Reibring-,
Reibscheiben- oder Reibradgetriebe verwendet werden.
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Da diese auf grund der Reibung jedoch ziemlich grosse Drehmomentverluste
besitzen, ist es vorteilhafter, als stufenlos regelbares Getriebe ein hydraulisches
Getriebe vorzusehen, das geringe Drehmomentverluste besitzt. Zwar haben hydraulische
Getriebe wesentlich grössere Drehzahlverluste als die Reibgetriebe, jedoch kommen
diese Verluste in vorliegendem Fall durch die Kombination des mechanisch schaltbaren
Getriebes mit dem stufenlos regibaren Getriebe nicht oder nur in geringem Umfange
zum Tragen. In einer bevorzugten Ausführungsform wird als stufenlos regelbares Getriebe
ein hydrodynamisches Getriebe benutzt. Desweiteren hat es sich als zweckmässig erwiesen,
zwischen dem mechanisch schaltbaren Getriebe und dem Differentialgetriebe ein Zwischengetriebe
anzuordnen.
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Da das stufenlos regelbare Getriebe während des ruhen Fahrbetriebs,
wenn also beispielsweise die Maschine von ihrem Abstellort zum Einsatzort gefahren
wird, nicht benötigt wird, empfiehlt es sich, eine Uberbrückungskupplung vorzusehen,
huber die der Antriebsmotor unmittelbar mit dem mechanischen Getriebe verbunden
werden kann. Dies hat nicht nur im Hinblick auf das stufenlos regelbare Getriebe
fertigungstechnische Vorteile, sondern gewährleistet; auch, dass die beispid§weise
beim Bergabfahren erwiinschte Bremswirkung des Motors voll erhalten bleibt.
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Die Erfindung sei anhand der Zeichnung, die in zum Teil schematisctler
Darstellung ein Ausfuhrungsbeispiel enthält, näher erläutert.
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Es zeigen-Fig. I eine Seitenansicht der Maschine und Fig. 2 eine schematische
Darstellung des Antriebssystems der Maschine gemäss Fig. I.
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Die Maschine umfasst, wie aus Fig. I hervorgeht, ein Fahrgestell I,
das auf einem lenkbaren Vorderräderpaar 2 und einem Hinterräderpaar 3 ruht, und
einen im rückwärtigen Teil des Fahrgestellts I angeordneten Dieselmotor 4, der zum
Antrieb der beiden Hinterräder 3 dient und darüber hinaus über eine Kardanwelle
5 und ein Ubersetzungsgetriebe 6 die Fräswalze 7 entgegen der Fahrtrichtung antreibt.
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Die Fräswalze 7 ist schwenkbar an einer Halterung 8 befestigt und
kann zur Einstellung der gewünschten Frästiefe mittels eines Hydraulikzylinders
9 angehoben und abgesenkt werden. Während des Fräsvorganges sammelt sich das abgefräste
Material IO vor der Fräswalze bis zu einer bestimmten Höhe und wird dann von dieser
nach hinten transportiert.
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Wie aus Fig. 2 hervorgeht, besteht das Antriebssystem der Maschine
aus dem Dieselmotor 4, einem hydrodynamischen Getriebe II, der Kupplung I2, dem
mechanisch schaltbaren Getriebe I3 und einem Zwischengetriebe I4, dessen abtreibende
Welle 15 unmittelbar oder über eine Kardanwelle I6 mit der angetriebenen Welle I7
des Differentialgetriebes I8, das die Hinterräder 3 antreibt, in Verbindungsteht.
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Zwischen dem Dieselmotor 4 und dem hydrodynamischen Getriebe II befindet
sich eine tJberbrückungskupplung 19, die die Auf gabe hat, das hydrodynamische Getriebe
II während des reinen Fahrbetriebs unwirksam zu schalten. In diesem Fall ist die
ab treibende Welle 20 des Dieselmotors 4 unmittelbar mit der Kupplung 12 verbunden
und der Antrieb der Räder 3 erfolgt wie bei den bekannten Strassendeckenfräsen.
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Arbeitet die Maschine im Fräsbetrieb, so kommt die Uberbrückungskupplung
I9 nicht zur Wirkung, d.h. die abtreibende Weile 20 des Dieselmotors 4 ist kraftschlüssig
mit der Welle 21 der Pumpe 22 des hydrodynamischen Getriebes II verbunden, die auf
die Turbine 23 arbeitet. Die abtreibende Welle 24 der Turbine 23 des hydrodynamischen
Getriebes II steht dann über die Kupplung I2, das mechanisch schaltbare Getriebe
13, und das Zwischengetriebe I4 in Wirkverbindung mit dem Differentialgetriebe I8.
Damit besteht die Möglichkeit, gegebenenfalls unter Änderung der Ubersetzung des
Schaltgetriebes I3, die Vorschubgeschwindigkeit der Maschine in weiten Grenzen an
den Aufbau der Fahrbahndecke, die Frästiefe und dergleichen genau anpassen zu können.