EP2455544B1 - Bodenbearbeitungsmaschine sowie Verfahren zum Fräsen von Böden oder Verkehrsflächen - Google Patents
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- EP2455544B1 EP2455544B1 EP11189602.3A EP11189602A EP2455544B1 EP 2455544 B1 EP2455544 B1 EP 2455544B1 EP 11189602 A EP11189602 A EP 11189602A EP 2455544 B1 EP2455544 B1 EP 2455544B1
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- E01C23/088—Rotary tools, e.g. milling drums
Definitions
- the invention relates to a soil cultivation machine for milling soil or traffic surfaces according to the preamble of claim 1 or a method for milling soil or traffic areas with a soil cultivation machine according to the preamble of claim 10.
- Such construction machines are used for material processing, namely, for example, the stabilization of unsuitable soils, the pulverization of asphalt floors, or the recycling of bound or unbound road surfaces.
- a powdery binder into the soil in order to increase its ability to be installed and its carrying capacity.
- the known tillage machines have a rotating in a mixing chamber milling drum, which is arranged vertically adjustable under the milling drum enclosing, fixed to the machine frame hood.
- the tillage machine can be self-propelled. Examples of such machines are in the WO 96/24725 , of the WO 2005/054578 or the EP 2218823 A described.
- the necessary processes take place, adapted to the respective application, such as e.g. Removal and crushing of the milled roadway material, addition of binders, mixing and distribution of added materials, etc.
- Such machines are often equipped with a closed control station.
- the control station is preferably arranged forward in the direction of travel, in newer machines even on or in front of the front axle. Due to the position of the control station an observation of the milling device from the driver's station is not possible, especially because the hood completely surrounds the milling device and rests on the ground surface.
- the mix is swirled around in the mixing chamber, so that when stopping the milling drum each settles a larger amount of mix before and behind the milling drum.
- a recess approximately 40% deep of the milling drum diameter remains at the location where the milling drum was located and over the entire length of the milling drum , according to the working width of the tillage machine extends.
- the invention is therefore an object of the invention to provide a soil tillage machine for milling of soils, as well as a method for milling of soils in which at the end of the milling process, the processed soil surface can be left in a substantially flat state.
- the invention advantageously provides that a control for terminating the milling operation controls the milling depth of the milling device with simultaneous coordinated forward or reverse travel along a predetermined trajectory, whereby the milling device can be moved out into the out-of-ground upper position, without any of the Retracting the milling device resulting recess in the processed soil surface remains.
- the lifting movement for reducing the cutting depth is controlled synchronized with the driving movement that the mixing material volume located in the direction of travel before the milling device is pushed by the hood in the recess, wherein together with the supplied by the rotational movement of the milling device from the mixing chamber Mischgutvolumen the depression in the is gradually completely filled by the lifting movement of the milling device gradually released space.
- the recess which is released when the milling device is moved out should be filled with the mixture. It is understandable that an absolute flatness is not achievable, but the well is filled with mix so that no significant bumps remain.
- the driver Upon completion of the milling operation, the driver issues a signal to the controller, which then controls the milling depth of the milling device while simultaneously advancing or reversing the tillage machine along a predetermined trajectory to complete the milling operation.
- the trajectory can be stored, for example, in the controller and coordinates the retraction of the milling device while driving the soil tillage machine in such a way that the milling device can be moved into the upper position out of the ground engaging while at the same time when moving out the milling device freed depression is closed in the processed soil surface.
- the height adjustment of the milling device takes place simultaneously with forward or reverse travel, such that the Mischgutanophenouracil located in front and behind the milling in the direction of travel are successively conveyed into the increasingly released by the retraction of the milling depression.
- the predetermined by the controller trajectory when lifting the milling device can be determined empirically and possibly deposited for different soil conditions in the controller in a memory. Therefore, the controller according to the invention causes the vehicle driver does not have to worry about retracting the milling device, but only tells the controller when the milling is to be stopped, so that the driver can focus solely on driving and steering the tillage machine.
- the operation of the soil tillage machine is facilitated for the driver, because it can focus on the driving and a possible position change of the machine, without having to coordinate the excavation of the milling device at the same time.
- the control along the trajectory means that e.g. the axis of rotation of the milling device or, alternatively, the deepest point of engagement of the milling device when lifting such a trajectory follows.
- control controls the milling depth of the milling device along a predetermined trajectory depending on the direction of travel of the machine frame trajectory.
- the controller synchronizes the path of the height adjustment of the milling device with the path in the direction of travel.
- Such a control has the advantage that it is independent of the driving speed and ensures that the trajectory for the height adjustment of the milling device is maintained at each driving speed.
- control for terminating the milling operation additionally controls the position of at least one hood flap.
- the amount of mixed material can be controlled, which is subtracted to close the released by moving out of the milling device recess.
- the flap position of the trailing flap in the direction of travel hood flap can be controlled to a height that takes into account the increase in volume of the mix due to its loosening during milling.
- the milling of the soil causes a loosening, which leads to an increase in volume of the mixed material, so that the trailing hood flap, which acts as a scraper, can not be moved to the original height of the soil surface, but preferably with a distance from the ground, the Volume increase of the mix taken into account.
- control can, as already stated, depending on the nature of the ground hold different trajectories for selection by the driver, which also contain material-dependent control values for the position of the hood flaps whose lower edge determines the wiping height above the ground.
- the predetermined trajectory of the control to terminate the milling and the successive reduction of the milling depth can be degressive rising.
- the predetermined trajectory of the control for terminating the milling operation essentially has the course of an asymptotic function, in particular an arctan function.
- the tillage machine may be provided with a height-adjustable machine frame. It can additionally be provided that the controller additionally raises the machine frame after completion of the termination process of milling, so that the tillage machine receives more ground clearance and can be easily moved to another processing point.
- the machinist reverses the direction of travel of the machine frame to complete the milling operation.
- the controller registers the selected direction of travel and controls the correct, depending on the direction of travel. the rear in the direction of travel or the trailing hood flap.
- the now in the direction of travel rear hood flap is used as a scraper whose Abstreifiere is adjustable by the controller.
- the invention also relates to a method for milling soil with a soil cultivation machine having the features of claim 10.
- the method according to the invention provides i.a. Also, to close the remaining with moving out of the milling device depression with mixed material on the one hand from the direction in the rear hood flap smeared mix and on the other hand of the moved along along the predetermined by the control trajectory milling device removed and conveyed into the recess mix is used.
- Fig. 1 shows the tillage machine 1 for milling floors and roads with a supported by trolleys 4 machine frame 6 and consisting of a cab 26 control station.
- the driver's cab 26 is displaceable on the machine frame transversely to the direction of travel.
- the seat in the control station can be turned 180 ° for reversing.
- Fig. 1 apparent tillage machine 1 is from the WO 96/24725 known.
- the technical solutions described in the context of this application are also applicable to stabilizers or recyclers, as for example from the WO 2005/054578 or the EP 2218823 A are known.
- the trolleys 4 have at the front and rear end of the machine frame 6 two common or optionally individually steerable suspension axles 30.
- Each wheel of the chassis 4 is provided with a lifting column 28, so that the height of the machine frame 6 and possibly its inclination is exactly adjustable to working or transport height.
- hood 10 which surrounds the milling device 8, in particular a milling drum, and forms a mixing chamber 12 for the processed mix 16 between the milling device 8 and hood 10 ,
- the milling device 8 can be lowered by means of a height adjustment device 20 to a set milling depth or be moved out of the processed soil 2 after completion of the milling.
- the hood 10 may be fixedly attached to the machine frame 6 and has at its front and rear in the direction of travel 5 via actuators 36,38 pivotable hood flaps 14,15, which complete the mixing chamber 12 of the hood 10 against the bottom surface 3 of the bottom 2 as needed ,
- the hood may be suspended from chains on the machine frame, i. In operation, the hood 10 slides on the chains hanging over the ground. If you drive the milling drum to zero milling depth, then the hood 10 is still on the bottom surface 3. If you drive the milling drum even higher, then it takes the hood 10 and thus lifts the hood 10 from the ground.
- the pivotable hood flaps 14, 15 may be additionally provided, for sealing and sealing with respect to the floor surface 3, by a flexible strip 17, e.g. a rubber lip, be provided.
- the milling drum 8 is mounted in a pivoting device 11 which is pivotally mounted on the machine frame 6, wherein the Fräswalzenachse 32 and the output axis of the Fräswalzenantriebs can be pivoted in a slot 19 in the side walls of the hood 10 to allow the cutting depth adjustment.
- the height adjustment of the milling device 8 can also be done in other ways, eg as in the WO 2005/054578 described.
- the milling drum drive is preferably a mechanical drive, e.g. is driven by a combustion engine via a belt transmission.
- Fig. 2 schematically shows the situation when counter-milling in forward drive 5.
- mixing chamber 12 By milling in the mating and by falling out of the mixing chamber 12 again mixed material 16 is formed both before and behind the milling drum 8 a accumulation of material 19,21 of mix 16. Since the mix 16 against the Floor 2 is loosened, have the Mischgutophenouracil 19,21 before and behind the milling device 8 slightly more volume than the recess 22 in which the milling device 8 operates during milling.
- How out Fig. 2 can be raised when driving forward 5, the front hood flap 14 and the rear hood in the direction of travel 15 be lowered to strip the recycled mix 16 at a preset height.
- the soil working machine 1 has a control 18, which automatically controls the cutting depth of the milling device 8 with simultaneous forward or reverse travel 5,7 to complete the milling.
- the driver only has to give an appropriate command to the controller 18, so that the controller 18 can control the height adjustment device 20 to finish the milling.
- the control takes place along a predetermined trajectory 24, which may be stored in the controller 18, so that the Milling device 8 in the out-of-ground upper position 9 in Fig. 3 can be moved out without a resulting from the retraction of the milling device 8 recess 22 remains in the processed soil surface 3.
- the trajectory 24 is in Fig. 3 as a connecting line of the positions of the axis of rotation 32 of the milling device designed as a milling 8 is shown.
- the controller 18 can also control the position of the hood flaps 14,15 in addition to the milling depth.
- Fig. 3 shows a degressively rising curve for the trajectory 24th Fig. 3 shows the situation in which the tillage machine 1 in forward drive 5 in the in Fig. 2 has been shown and then issued a command to stop the milling to the controller 18.
- the milling device 9 then makes the in Fig. 3 apparent movement corresponding to the trajectory 24 in reverse 7, the then trailing hood flap 14 is used as stripping, the Abstreifschreib is set by the controller 18, so that the rear now in the direction of travel hood flap 14 Mischgutanphaseufitch 19 pushes into the recess 22.
- the front hood flap 15 in the direction of travel is, as already in Fig. 2 shown raised to the dashed position, so that it does not form a new accumulation in reverse 7, but it allows the milling drum milled off this accumulation 21 during the reverse drive 7 and thus spends in the recess 22.
- the trajectory 24 may also be in the form of an asymptote, e.g. in the form of an arctan function, however, the shape of the trajectory 24 is not limited thereto.
- the controller 18 synchronizes the path of the height adjustment via the height adjustment device 20 with the path in the direction of travel (forward drive 5 or reverse drive 7).
- the trajectories 24 for filling the recess 22 in the case of synchronous milling or when moving out in forward travel 5 run differently than in Fig. 3 shown. If the milling device 8, the recess 22 in forward motion leaves, then the rear flap in the direction of travel 15 assumes the predetermined by the controller 18 Abstreiffunktion, as in Fig. 4 shown.
- the path that is required to fill the recess 22 is about 1 to 3 diameter of the milling drum.
- Different trajectories 24 may be stored in the controller 18 for different ground materials and for retracting forward or reverse travel.
- each trailing hood flap 14,15 can be adjusted by the controller 18 via actuators 36,38 to a level that takes into account the increase in volume of the mix 16 due to its loosening during milling.
- These control values can also be stored in the controller 18 in a material-specific manner together with the trajectory 24.
- the recess 22 is filled with mix 16 with the same degree of loosening, as it has arisen during the entire milling of a milling track.
- the milling operation can be completed without leaving depressions 22 and mixed material accumulations 19, 21 and without leaving any differences in the degree of loosening in the machined surface.
- This is essential for the subsequent processing of the soil surface 3 with compaction machines, as well as for the later road surface application machines that apply a road or road surface on the compacted soil surface 3. Namely, if there are significant density differences in the recycled mix 16, these will be e.g. possibly even enhanced by the subsequent compaction machines, so that a subsequently applied road surface has unevenness at the corresponding points.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Bodenbearbeitungsmaschine zum Fräsen von Böden oder Verkehrsflächen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. ein Verfahren zum Fräsen von Böden oder Verkehrsflächen mit einer Bodenbearbeitungsmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
- Derartige Baumaschinen, auch Stabilisierer oder Recycler genannt, werden für die Materialaufbereitung, nämlich z.B. das Stabilisieren ungenügend tragfähiger Böden, das Pulverisieren von Asphaltdecken bis hin zum Recyceln von gebunden oder ungebundenen Fahrbahnoberflächen verwendet. Zur Verbesserung oder Verfestigung von Böden ist es bekannt, ein pulverförmiges Bindemittel in den Boden einzubringen, um dessen Einbaufähigkeit und Tragfähigkeit zu erhöhen. Die bekannten Bodenbearbeitungsmaschinen weisen eine in einem Mischraum umlaufende Fräswalze auf, die höhenverstellbar unter einer die Fräswalze umschließenden, am Maschinenrahmen befestigten Haube angeordnet ist. Die Bodenbearbeitungsmaschine kann selbstfahrend sein. Beispiele derartiger Maschinen sind in der
WO 96/24725 WO 2005/054578 oder derEP 2218823 A beschrieben. - Hinsichtlich der Beschreibung der einzelnen Komponenten einer solchen Bodenbearbeitungsmaschine wird auf diese früheren Patentanmeldungen Bezug genommen.
- In dem zwischen Haube und Fräseinrichtung befindlichen Mischraum finden, angepasst an die jeweilige Anwendung, die notwendigen Prozesse statt, wie z.B. Ablösen und Zerkleinern des abgefrästen Fahrbahnmaterials, Zugabe von Bindemitteln, Vermischen und Verteilen von zugesetzten Materialien usw.
- Derartige Maschinen sind häufig mit einem geschlossenen Fahrstand ausgerüstet. Der Fahrstand ist vorzugsweise in Fahrtrichtung vorne angeordnet, bei neueren Maschinen sogar auf oder vor der Vorderachse. Aufgrund der Position des Fahrstandes ist eine Beobachtung der Fräseinrichtung vom Fahrerstand nicht möglich, insbesondere auch weil die Haube die Fräseinrichtung vollständig umschließt und auf der Bodenoberfläche aufliegt.
- Bei dem Fräsprozess wird das Mischgut in der Mischkammer herumgewirbelt, so dass beim Stoppen der Fräswalze sich jeweils eine größere Menge Mischgut vor und hinter der Fräswalze absetzt. Wird nunmehr die Fräswalze angehoben, um außer Eingriff mit dem Boden zu sein, verbleibt an der Stelle, an der sich die Fräswalze befunden hat, eine Vertiefung, die in etwa eine Tiefe von 40 % des Fräswalzendurchmessers aufweist und sich über die gesamte Länge der Fräswalze, entsprechend der Arbeitsbreite der Bodenbearbeitungsmaschine erstreckt.
- Wird beispielsweise eine größere Fläche in der Größe eines Fußballfeldes mit mehreren Fahrspuren bearbeitet, verbleiben an den Umkehrpunkten jeder Fahrspur derartige Mischgutanhäufungen bzw. Vertiefungen, die manuell oder mit einem Planiergerät geglättet werden müssen. Mit anderen Worten, jedes Mal, wenn der Fräsprozess unterbrochen werden muss, weil die Bodenbearbeitungsmaschine zur nächsten Fahrspur oder zu einer anderen Bearbeitungsstelle verfahren werden muss, besteht das Problem, dass durch das Herausfahren der Fräswalze die bearbeitete Bodenoberfläche im nicht ebenen Zustand verlassen wird. Erschwerend kommt hinzu, dass der Fahrzeugführer die Bearbeitungsstelle nicht beobachten kann.
- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Bodenbearbeitungsmaschine zum Fräsen von Böden, sowie ein Verfahren zum Fräsen von Böden anzugeben, bei denen bei Beendigung des Fräsprozesses die bearbeitete Bodenoberfläche in einem im wesentlichen ebenen Zustand hinterlassen werden kann.
- Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale der Ansprüche 1 und 10.
- Die Erfindung sieht in vorteilhafter Weise vor, dass eine Steuerung zum Beenden der Fräsbearbeitung die Frästiefe der Fräseinrichtung bei gleichzeitiger koordinierter Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt entlang einer vorgegebenen Bahnkurve steuert, wodurch die Fräseinrichtung in die außer Bodeneingriff befindliche obere Position herausfahrbar ist, ohne dass eine aus dem Herausfahren der Fräseinrichtung resultierende Vertiefung in der bearbeiteten Bodenoberfläche verbleibt.
- Die Hubbewegung zur Reduzierung der Frästiefe wird dabei mit der Fahrbewegung synchronisiert gesteuert, dass das in Fahrbewegungsrichtung vor der Fräseinrichtung befindliche Mischgutvolumen von der Haube in die Vertiefung geschoben wird, wobei zusammen mit dem durch die Drehbewegung der Fräseinrichtung aus dem Mischraum zugeführte Mischgutvolumen die Vertiefung in dem durch die Hubbewegung der Fräseinrichtung sukzessive freiwerdenden Raum im wesentlichen vollständig ausgefüllt wird.
- Insbesondere soll die beim Herausfahren der Fräseinrichtung freiwerdende Vertiefung mit Mischgut gefüllt werden. Dabei ist verständlich, dass eine absolute Planheit nicht erreichbar ist, allerdings wird die Vertiefung mit Mischgut ausgefüllt, so dass keine wesentlichen Unebenheiten verbleiben.
- Bei Beendigung der Fräsbearbeitung gibt der Fahrzeugführer ein Signal an die Steuerung, die dann zum Beenden der Fräsbearbeitung die Frästiefe der Fräseinrichtung bei gleichzeitiger Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt der Bodenbearbeitungsmaschine entlang einer vorgegebenen Bahnkurve steuert. Die Bahnkurve kann beispielsweise in der Steuerung abgespeichert sein und koordiniert das Herausfahren der Fräseinrichtung während der Fahrt der Bodenbearbeitungsmaschine in einer Weise, dass die Fräseinrichtung in die außer Bodeneingriff befindliche obere Position herausfahrbar ist und dabei gleichzeitig die beim Herausfahren der Fräseinrichtung freiwerdende Vertiefung in der bearbeiteten Bodenoberfläche verschlossen wird. Es ist hierzu erforderlich, dass die Höhenverstellung der Fräseinrichtung bei gleichzeitiger Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt koordiniert erfolgt, derart, dass die in Fahrtrichtung vor und hinter der Fräseinrichtung befindlichen Mischgutanhäufungen sukzessive in die zunehmend durch das Herausfahren der Fräseinrichtung freiwerdende Vertiefung befördert werden. Die von der Steuerung vorgegebene Bahnkurve beim Anheben der Fräseinrichtung kann empirisch ermittelt werden und ggf. für unterschiedliche Bodenbeschaffenheiten in der Steuerung in einem Speicher hinterlegt werden. Die erfindungsgemäße Steuerung bewirkt daher, dass der Fahrzeugführer sich nicht um das Herausfahren der Fräseinrichtung kümmern muss, sondern lediglich der Steuerung mitteilt, wann die Fräsbearbeitung beendet werden soll, so dass der Fahrzeugführer sich allein auf das Fahren und Lenken der Bodenbearbeitungsmaschine konzentrieren kann. Dadurch, dass an den Stellen, an denen die Bodenbearbeitungsmaschine gewendet werden muss, oder auf eine andere Fahrspur wechseln muss, keine unerwünschten Vertiefungen und Überhöhungen der bearbeiteten Bodenoberfläche verbleiben, entfällt eine Nachbearbeitung der bearbeiteten Böden oder Bodenflächen. Durch das automatische Auffüllen der Vertiefung mit bereits abgearbeitetem Mischgut wird auch gewährleistet, dass im Bereich der Vertiefung bei Beendigung der Fräsbearbeitung keine Dichteunterschiede zu dem in der kontinuierlichen Fräsbearbeitung aufgelockerten Boden bestehen.
- Die Bedienung der Bodenbearbeitungsmaschine wird für den Fahrzeugführer erleichtert, weil der sich auf den Fahrbetrieb und einen eventuellen Positionswechsel der Maschine konzentrieren kann, ohne gleichzeitig die Aushubbewegung der Fräseinrichtung koordinieren zu müssen.
- Die Steuerung entlang der Bahnkurve bedeutet, dass z.B. die Drehachse der Fräseinrichtung oder alternativ auch die tiefste Eingriffsstelle der Fräseinrichtung beim Anheben einer solchen Bahnkurve folgt.
- Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Steuerung die Frästiefe der Fräseinrichtung entlang einer in Abhängigkeit von der Fahrtrichtung des Maschinenrahmens vorgegebenen Bahnkurve steuert.
- Hinsichtlich der Drehrichtung unterscheidet man einen Gegenlauf-Fräsprozess und einen Gleichlauf-Fräsprozess je nachdem, ob die Drehrichtung der Fräseinrichtung und die Drehrichtung der Räder der Bodenbearbeitungsmaschine entgegengesetzt oder in gleicher Drehrichtung verläuft. Insofern können in der Steuerung unterschiedliche Bahnkurven in Abhängigkeit von der Fahrtrichtung des Maschinenrahmens und der Art der Fräseinrichtung hinterlegt sein.
- Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Steuerung den Weg der Höhenverstellung der Fräseinrichtung mit dem Weg in Fahrtrichtung synchronisiert. Eine derartige Steuerung hat den Vorteil, dass sie unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit ist und dafür sorgt, dass die Bahnkurve für die Höhenverstellung der Fräseinrichtung bei jeder Fahrgeschwindigkeit eingehalten wird.
- Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Steuerung zum Beenden der Fräsbearbeitung zusätzlich die Stellung mindestens einer Haubenklappe steuert. Mit Hilfe der Haubenklappenstellung kann die Menge des Mischgutes gesteuert werden, die zum Schließen der durch das Herausfahren der Fräseinrichtung freiwerdenden Vertiefung abgezogen wird.
- Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Klappenstellung der in Fahrtrichtung nachlaufenden Haubenklappe auf eine Höhe steuerbar ist, die die Volumenvergrößerung des Mischgutes aufgrund dessen Auflockerung bei der Fräsbearbeitung berücksichtigt. Durch die Fräsbearbeitung des Bodens entsteht eine Auflockerung, die zu einer Volumenvergrößerung des Mischgutes führt, so dass die nachlaufende Haubenklappe, die wie ein Abstreifschild wirkt, nicht auf der ursprünglichen Höhe der Bodenoberfläche bewegt werden kann, sondern vorzugsweise mit einem Abstand vom Boden, der die Volumenvergrößerung des Mischgutes berücksichtigt.
- Die Steuerung kann wie bereits ausgeführt, je nach Bodenbeschaffenheit unterschiedliche Bahnkurven zur Auswahl durch den Fahrzeugführer vorhalten, die auch materialabhängige Stellwerte für die Stellung der Haubenklappen enthalten, deren Unterkante die Abstreifhöhe über dem Boden bestimmt.
- Die vorgegebene Bahnkurve der Steuerung zum Beenden der Fräsbearbeitung und zur sukzessiven Verringerung der Frästiefe kann degressiv steigend verlaufen.
- Bei einem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die vorgegebene Bahnkurve der Steuerung zum Beenden der Fräsbearbeitung im Wesentlichen den Verlauf einer asymptotischen Funktion, insbesondere eine arctan-Funktion, aufweist.
- Die Bodenbearbeitungsmaschine kann mit einem höhenverstellbaren Maschinenrahmen versehen sein. Dabei kann zusätzlich vorgesehen sein, dass die Steuerung nach Abschluss des Beendigungsprozesses der Fräsbearbeitung zusätzlich den Maschinenrahmen anhebt, damit die Bodenbearbeitungsmaschine mehr Bodenfreiheit erhält und leichter zu einer anderen Bearbeitungsstelle verfahren werden kann.
- Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der Maschinist zum Beenden der Fräsbearbeitung die Fahrtrichtung des Maschinenrahmens umkehrt. Die Steuerung registriert die gewählte Fahrtrichtung und steuert in Abhängigkeit davon die richtige, d.h. die in Fahrtrichtung hintere bzw. die nachlaufende Haubenklappe an. Die nunmehr in Fahrtrichtung hintere Haubenklappe wird als Abstreifer verwendet, dessen Abstreifhöhe von der Steuerung einstellbar ist.
- Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Fräsen von Böden mit einer Bodenbearbeitungsmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 10.
- Das erfindungsgemäße Verfahren sieht u.a. auch vor, dass zum Schließen der beim Herausfahren der Fräseinrichtung verbleibenden Vertiefung mit Mischgut einerseits das von der in Fahrtrichtung hinteren Haubenklappe abgestrichene Mischgut und andererseits das von der entlang der von der Steuerung vorgegebenen Bahnkurve bewegten Fräseinrichtung abgetragene und in die Vertiefung beförderte Mischgut verwendet wird.
- Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
- Es zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform einer Bodenbearbeitungsmaschine im Gegenlaufbetrieb,
- Fig. 2
- die Mischgutanhäufungen und die Vertiefung an der Fräseinrichtung bei Beendigung des Fräsbetriebs,
- Fig. 3
- die Veranschaulichung der von der Steuerung vorgegebenen Bahnkurve anhand der Verlagerung der Fräswalzenachse in Rückwärtsfahrt, und
- Fig. 4
- die Bahnkurve beim Herausfahren in Vorwärtsfahrt.
-
Fig. 1 zeigt die Bodenbearbeitungsmaschine 1 zum Fräsen von Böden und Fahrbahnen mit einem von Fahrwerken 4 getragenen Maschinenrahmen 6 und einem aus einer Fahrerkabine 26 bestehenden Fahrstand. Die Fahrerkabine 26 ist auf dem Maschinenrahmen quer zur Fahrtrichtung verschiebbar. Der Sitz im Fahrstand kann für die Rückwärtsfahrt um 180° gedreht werden. - Die aus
Fig. 1 ersichtliche Bodenbearbeitungsmaschine 1 ist aus derWO 96/24725 WO 2005/054578 oder derEP 2218823 A bekannt sind. Die Fahrwerke 4 weisen am vorderen und hinteren Ende des Maschinenrahmens 6 zwei gemeinsam oder wahlweise einzeln lenkbare Fahrwerksachsen 30 auf. Jedes Rad des Fahrwerks 4 ist mit einer Hubsäule 28 versehen, so dass die Höhe des Maschinenrahmens 6 und ggf. dessen Neigung exakt auf Arbeits- oder Transporthöhe einstellbar ist. Unterhalb der Fahrerkabine 26 befindet sich zwischen den Fahrwerksachsen 30 eine ortsfest oder an einer Kette hängend am Maschinenrahmen 6 befestigte Haube 10, die die Fräseinrichtung 8, insbesondere eine Fräswalze, umschließt und einen Mischraum 12 für das abgearbeitete Mischgut 16 zwischen Fräseinrichtung 8 und Haube 10 bildet. - Die Fräseinrichtung 8 kann mit Hilfe einer Höhenverstelleinrichtung 20 auf eine eingestellte Frästiefe abgesenkt werden oder nach Beenden der Fräsbearbeitung wieder aus dem bearbeiteten Boden 2 herausgefahren werden.
- Die Haube 10 kann fest am Maschinenrahmen 6 befestigt sein und weist an ihrem in Fahrtrichtung 5 vorderen und hinteren Enden über Stelleinrichtungen 36,38 schwenkbare Haubenklappen 14,15 auf, die den Mischraum 12 der Haube 10 gegen die Bodenoberfläche 3 des Bodens 2 bei Bedarf abschließen.
- Alternativ kann die Haube an Ketten am Maschinenrahmen aufgehängt sein, d.h. im Betriebsfall gleitet die Haube 10 an den Ketten hängend über den Boden. Fährt man die Fräswalze auf Frästiefe Null, dann liegt die Haube 10 immer noch auf der Bodenoberfläche 3 auf. Fährt man die Fräswalze noch höher, dann nimmt sie die Haube 10 mit und hebt somit die Haube 10 vom Boden ab.
- Die schwenkbaren Haubenklappen 14,15 können zum Dichten und Abschließen gegenüber der Bodenoberfläche 3 zusätzlich mit einer flexiblen Leiste 17, z.B. einer Gummilippe, versehen sein.
- Nach dem Ausführungsbeispiel der
Fig. 1 ist die Fräswalze 8 in einer Schwenkeinrichtung 11 gelagert, der schwenkbar am Maschinenrahmen 6 befestigt ist, wobei die Fräswalzenachse 32 bzw. die Abtriebsachse des Fräswalzenantriebs in einem Schlitz 19 in den Seitenwänden der Haube 10 verschwenkt werden kann, um die Frästiefeneinstellung zu ermöglichen. - Es versteht sich, dass die Höhenverstellung der Fräseinrichtung 8 auch in anderer Weise erfolgen kann, z.B. wie in der
WO 2005/054578 beschrieben. - Der Fräswalzenantrieb ist vorzugsweise ein mechanischer Antrieb, der z.B. über ein Riemengetriebe von einem Verbrennungsmotor angetrieben wird.
-
Fig. 2 zeigt schematisch die Situation beim Gegenlauffräsen bei Vorwärtsfahrt 5. Durch das Fräsen im Gegenlauf und durch aus dem Mischraum 12 wieder herabfallendes Mischgut 16 bildet sich sowohl vor als auch hinter der Fräswalze 8 eine Materialanhäufung 19,21 aus Mischgut 16. Da das Mischgut 16 gegenüber dem Boden 2 aufgelockert ist, haben die Mischguthäufungen 19,21 vor und hinter der Fräseinrichtung 8 etwas mehr Volumen als die Vertiefung 22, in der die Fräseinrichtung 8 während der Fräsbearbeitung arbeitet. Wie ausFig. 2 ersichtlich kann bei Vorwärtsfahrt 5 die vordere Haubenklappe 14 angehoben sein und die in Fahrtrichtung hintere Haubenklappe 15 abgesenkt sein, um das recycelte Mischgut 16 auf einer voreingestellten Höhe abzustreifen. - Wird in der in
Fig. 2 gezeigten Position die Fräsbearbeitung beendet und die Fräseinrichtung 8 durch Anheben außer Eingriff mit dem Boden 2 gebracht, verbleibt im Wesentlichen die inFig. 2 gezeigte Bodenstruktur mit den beiden Mischgutanhäufungen 19,21 beiderseits der Vertiefung 22. Da solche erhebliche Unebenheiten bei jedem Umkehren oder Versetzen der Bodenbearbeitungsmaschine 1 am Ende einer Fräsbahn auftreten, sind nachträgliche Planierarbeiten in erheblichem Umfang erforderlich, um die Bodenoberfläche 3 an den Enden einer Fräsbahn zu begradigen. - Das gilt erst recht, wenn die Bodenbearbeitungsmaschine beim Verbringen zu einem anderen Einsatzort über die Hubsäulen stärker angehoben werden muss und somit die Mischgut-Anhäufungen 19,21 neben der Vertiefung 22 verbleiben.
- Theoretisch wäre es zwar möglich, bei angehobener Fräseinrichtung 8 die Bodenbearbeitungsmaschine 1 mehrfach hin- und her zu bewegen und mit Hilfe der schwenkbaren Haubenklappen 14 und 15 die Mischgutanhäufungen 19,21 in die Vertiefung 22 zu schieben. Praktisch ist dies allerdings nicht möglich, weil der Fahrzeugführer in der Fahrkabine 26 die Vertiefung 22 nicht einsehen kann und insofern die Steuerung der Haubenklappen 14,15 und eine Koordination mit der Vor- oder Rückwärtsfahrt 5,7 nicht ausführen kann.
- Die Bodenbearbeitungsmaschine 1 weist eine Steuerung 18 auf, die zum Beenden der Fräsbearbeitung die Frästiefe der Fräseinrichtung 8 bei gleichzeitiger Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt 5,7 automatisch steuert. Hierzu muss der Fahrzeugführer lediglich einen entsprechenden Befehl an die Steuerung 18 geben, damit die Steuerung 18 die Höhenverstelleinrichtung 20 zum Beenden der Fräsbearbeitung ansteuern kann. Die Steuerung erfolgt entlang einer vorgegebenen Bahnkurve 24, die in der Steuerung 18 abgespeichert sein kann, so dass die Fräseinrichtung 8 in die außer Bodeneingriff befindliche obere Position 9 in
Fig. 3 herausfahrbar ist, ohne dass eine aus dem Herausfahren der Fräseinrichtung 8 resultierende Vertiefung 22 in der bearbeiteten Bodenoberfläche 3 verbleibt. Die Bahnkurve 24 ist inFig. 3 als Verbindungslinie der Positionen der Rotationsachse 32 der als Fräswalze ausgebildeten Fräseinrichtung 8 dargestellt. - Die Steuerung 18 kann zusätzlich zur Frästiefe auch die Stellung der Haubenklappen 14,15 steuern.
-
Fig. 3 zeigt einen degressiv steigenden Kurvenverlauf für die Bahnkurve 24.Fig. 3 zeigt die Situation, bei der die Bodenbearbeitungsmaschine 1 in Vorwärtsfahrt 5 in die inFig. 2 gezeigte Position gefahren ist und dann einen Befehl zum Beenden der Fräsbearbeitung an die Steuerung 18 abgegeben worden ist. Die Fräseinrichtung 9 macht dann den inFig. 3 ersichtlichen Bewegungsablauf entsprechen der Bahnkurve 24 in Rückwärtsfahrt 7, wobei die dann nachlaufende Haubenklappe 14 als Abstreifeinrichtung verwendet wird, deren Abstreifhöhe von der Steuerung 18 eingestellt wird, so dass die nunmehr in Fahrtrichtung hintere Haubenklappe 14 Mischgutanhäufungen 19 in die Vertiefung 22 schiebt. Die in Fahrtrichtung vordere Haubenklappe 15 wird, wie bereits inFig. 2 gezeigt, in die gestrichelte Position angehoben, damit sie bei Rückwärtsfahrt 7 keine neue Anhäufung bildet, sondern es ermöglicht, dass die Fräswalze diese Anhäufung 21 während der Rückwärtsfahrt 7 abfräst und damit in die Vertiefung 22 verbringt. - Die Bahnkurve 24 kann auch in Form einer Asymptote verlaufen, z.B. in Form einer arctan-Funktion, allerdings ist die Form der Bahnkurve 24 hierauf nicht beschränkt.
- Die Steuerung 18 synchronisiert den Weg der Höhenverstellung über die Höhenverstelleinrichtung 20 mit dem Weg in Fahrtrichtung (Vorwärtsfahrt 5 oder Rückwärtsfahrt 7).
- Es versteht sich, dass die Bahnkurven 24 für ein Füllen der Vertiefung 22 beim Gleichlauffräsen oder beim Herausfahren in Vorwärtsfahrt 5 anders verlaufen als in
Fig. 3 dargestellt. Falls die Fräseinrichtung 8 die Vertiefung 22 in Vorwärtsfahrt verlässt, übernimmt die dann in Fahrtrichtung hintere Haubenklappe 15 die von der Steuerung 18 vorgegebene Abstreiffunktion, wie inFig. 4 gezeigt. - Der Weg, der zum Füllen der Vertiefung 22 erforderlich ist, beträgt ca. 1 bis 3 Durchmesser der Fräswalze.
- Für unterschiedliche Bodenmaterialien und für ein Herausfahren bei Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt können unterschiedliche Bahnkurven 24 in der Steuerung 18 gespeichert sein.
- Die Klappenstellung der jeweils nachlaufenden Haubenklappe 14,15 kann von der Steuerung 18 über Stelleinrichtungen 36,38 auf eine Höhe eingestellt werden, die die Volumenvergrößerung des Mischgutes 16 aufgrund dessen Auflockerung bei der Fräsbearbeitung berücksichtigt. Auch diese Steuerungswerte können gemeinsam mit der Bahnkurve 24 materialspezifisch in der Steuerung 18 abgespeichert sein.
- Aufgrund der beschriebenen Vorgehensweise kann erreicht werden, dass die Vertiefung 22 mit Mischgut 16 mit dem gleichen Lockerungsgrad gefüllt wird, wie er während der gesamten Fräsbearbeitung einer Frässpur entstanden ist. Mit anderen Worten: die Fräsbearbeitung kann abgeschlossen werden, ohne dass Vertiefungen 22 und Mischgutanhäufungen 19,21 verbleiben, und ohne dass Unterschiede im Lockerungsgrad in der bearbeiteten Fläche verbleiben. Dies ist wesentlich für die nachfolgende Bearbeitung der Bodenoberfläche 3 mit Verdichtungsmaschinen, sowie für die späteren Straßenbelagauftragsmaschinen, die einen Straßen- oder Fahrbahnbelag auf die verdichtete Bodenoberfläche 3 aufbringen. Befinden sich nämlich in dem recycelten Mischgut 16 erhebliche Dichteunterschiede, werden diese z.B. durch die nachfolgenden Verdichtungsmaschinen eventuell sogar verstärkt, so dass ein nachfolgend aufgebrachter Fahrbahnbelag an den entsprechenden Stellen Unebenheiten aufweist.
Claims (15)
- Bodenbearbeitungsmaschine (1) zum Fräsen von Böden (2) oder Verkehrsflächen,
mit einem Fahrwerk (4) und einem Maschinenrahmen (6),
mit einer quer zur Fahrtrichtung des Maschinenrahmens (6) rotierenden Fräseinrichtung (8),
mit einer die Fräseinrichtung (8) umschließenden, am Maschinenrahmen (6) befestigten oder aufgehängten Haube (10), die einen Mischraum (12) für das Mischgut (16) zwischen Fräseinrichtung (8) und Haube (10) bildet,
mit einer Höhenverstelleinrichtung (20) zum Einstellen der Frästiefe der Fräseinrichtung (8), und
mit einer Steuerung (18),
wobei die die Fräseinrichtung (8) umschließende Haube (10) an dem in Fahrtrichtung vorderen und/oder hinteren Ende eine schwenkbare Haubenklappe (14,15) aufweist, die den Mischraum (12) der Haube (10) gegen die Bodenoberfläche (3) des Bodens (2) abschließt,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuerung (18) zum Beenden der Fräsbearbeitung die Frästiefe der Fräseinrichtung (8) bei gleichzeitiger Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt (5,7) entlang einer vorgegebenen Bahnkurve (24) steuert, wodurch die Fräseinrichtung (8) in die außer Bodeneingriff befindliche obere Position (9) herausfahrbar ist, und
dass die durch die Steuerung (18) bewirkte Höhenverstellung der Fräseinrichtung (8) bei gleichzeitiger Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt koordiniert erfolgt, derart, dass die Haube (10) durch Schieben und die Fräseinrichtung (8) durch die Drehbewegung die in Fahrtrichtung vor und hinter der Fräseinrichtung (8) befindlichen Mischgutanhäufungen sukzessive in die zunehmend durch das Herausfahren der Fräseinrichtung (8) freiwerdende Vertiefung (22) befördern. - Bodenbearbeitungsmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (18) die Frästiefe der Fräseinrichtung (8) entlang einer in Abhängigkeit von der Fahrtrichtung des Maschinenrahmens (6) vorgegebenen Bahnkurve (24) steuert.
- Bodenbearbeitungsmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (18) den Weg der Höhenverstellung der Fräseinrichtung (8) mit dem Weg in Fahrtrichtung synchronisiert.
- Bodenbearbeitungsmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (18) zum Beenden der Fräsbearbeitung zusätzlich die Stellung mindestens einer Haubenklappe (14,15) steuert.
- Bodenbearbeitungsmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappenstellung der nachlaufenden Haubenklappe (14,15) auf eine Höhe steuerbar ist, die die Volumenvergrößerung des Mischgutes (16) aufgrund dessen Auflockerung bei der Fräsbearbeitung berücksichtigt.
- Bodenbearbeitungsmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Bahnkurve (24) der Steuerung (18) zum Beenden der Fräsbearbeitung degressiv steigend verläuft.
- Bodenbearbeitungsmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Bahnkurve (24) der Steuerung (18) zum Beenden der Fräsbearbeitung im Wesentlichen den Verlauf einer asymptotischen Funktion, insbesondere einer arctan-Funktion aufweist.
- Bodenbearbeitungsmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zum Beenden der Fräsbearbeitung die Fahrtrichtung des Maschinenrahmens (6) umkehrbar ist und die Steuerung (18) die nunmehr in Fahrtrichtung hintere Haubenklappe (14,15) als Abstreifer verwendet, und deren Abstreifhöhe steuert.
- Bodenbearbeitungsmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Maschinenrahmen (6) höhenverstellbar ist.
- Verfahren zum Fräsen von Böden (2) oder Verkehrsflächen mit einer Bodenbearbeitungsmaschine (1) mit Steuerung (18),- durch Einstellen der Frästiefe,- durch Fräsen des Bodens (2) mit einer höhenverstellbaren Fräseinrichtung (8),- durch Mischen des Mischgutes (16) in einem von einer an der Bodenbearbeitungsmaschine (1) angeordneten Haube (10) umschlossenen Mischraum (12) während des Fräsens,dadurch gekennzeichnet,
dass die Frästiefe zum Beenden der Fräsbearbeitung mit Hilfe der Steuerung (18) bei gleichzeitiger Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt (5,7) entlang einer vorgegebenen Bahnkurve (24) gesteuert wird, wodurch die Fräseinrichtung (8) in die außer Bodeneingriff befindliche Position (9) herausgefahren wird, wobei die Höhenverstellung der Fräseinrichtung (8) bei gleichzeitiger Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt koordiniert erfolgt und die in Fahrtrichtung vor und hinter der Fräseinrichtung (8) befindlichen Mischgutanhäufungen sukzessive von der Haube (10) durch Schieben und der Fräseinrichtung (8) durch die Drehbewegung in die zunehmend durch das Herausfahren der Fräseinrichtung (8) freiwerdende Vertiefung (22) befördert werden, ohne dass eine aus dem Herausfahren der Fräseinrichtung (8) resultierende Vertiefung (22) in der bearbeiteten Bodenoberfläche (3) verbleibt. - Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Frästiefe entlang einer in Abhängigkeit von der Fahrtrichtung des Maschinenrahmens (6) vorgegebenen Bahnkurve (24) gesteuert wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Weg der Höhenverstellung der Fräseinrichtung (8) mit dem Weg in Fahrtrichtung synchronisiert wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Klappenstellung der nachlaufenden Haubenklappe (14,15) von der Steuerung (18) auf eine Höhe eingestellt wird, die die Volumenvergrößerung des Mischgutes (16) aufgrund dessen Auflockerung bei der Fräsbearbeitung berücksichtigt.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zum Beenden der Fräsbearbeitung die Fahrtrichtung des Maschinenrahmens (6) umgekehrt wird und die nunmehr in Fahrtrichtung hintere Haubenklappe (14,15) als Abstreifer verwendet wird, dessen Abstreifhöhe von der Steuerung (18) eingestellt wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zum Schließen einer beim Herausfahren der Fräseinrichtung (8) verbleibenden Vertiefung (22) im Boden (2) einerseits die von der in Fahrtrichtung hinteren Haubenklappe (14,15) abgestrichene Mischgutanhäufung (19) und andererseits die von der entlang der Bahnkurve (24) bewegten Fräseinrichtung (8) abgetragene und in die Vertiefung (22) beförderte Mischgutanhäufung (21) verwendet wird.
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