EP2837740A1 - Selbstfahrende Baumaschine zum Bearbeiten von Fahrbahnen oder Bodenoberflächen und Verfahren zum Kühlen der Fräswerkzeuge einer Fräswalze einer selbstfahrenden Baumaschine - Google Patents

Selbstfahrende Baumaschine zum Bearbeiten von Fahrbahnen oder Bodenoberflächen und Verfahren zum Kühlen der Fräswerkzeuge einer Fräswalze einer selbstfahrenden Baumaschine Download PDF

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EP2837740A1
EP2837740A1 EP14180561.4A EP14180561A EP2837740A1 EP 2837740 A1 EP2837740 A1 EP 2837740A1 EP 14180561 A EP14180561 A EP 14180561A EP 2837740 A1 EP2837740 A1 EP 2837740A1
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EP
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milling
milling drum
coolant
construction machine
jet
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EP2837740B1 (de
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Christian Berning
Dr. Cyrus Barimani
Dr. Günter Hähn
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Wirtgen GmbH
Original Assignee
Wirtgen GmbH
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01CCONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C23/00Auxiliary devices or arrangements for constructing, repairing, reconditioning, or taking-up road or like surfaces
    • E01C23/06Devices or arrangements for working the finished surface; Devices for repairing or reconditioning the surface of damaged paving; Recycling in place or on the road
    • E01C23/08Devices or arrangements for working the finished surface; Devices for repairing or reconditioning the surface of damaged paving; Recycling in place or on the road for roughening or patterning; for removing the surface down to a predetermined depth high spots or material bonded to the surface, e.g. markings; for maintaining earth roads, clay courts or like surfaces by means of surface working tools, e.g. scarifiers, levelling blades
    • E01C23/085Devices or arrangements for working the finished surface; Devices for repairing or reconditioning the surface of damaged paving; Recycling in place or on the road for roughening or patterning; for removing the surface down to a predetermined depth high spots or material bonded to the surface, e.g. markings; for maintaining earth roads, clay courts or like surfaces by means of surface working tools, e.g. scarifiers, levelling blades using power-driven tools, e.g. vibratory tools
    • E01C23/088Rotary tools, e.g. milling drums
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28CHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA COME INTO DIRECT CONTACT WITHOUT CHEMICAL INTERACTION
    • F28C3/00Other direct-contact heat-exchange apparatus

Definitions

  • the invention relates to a self-propelled construction machine for machining roadways or ground surfaces with a machine frame supported by a chassis and arranged on the machine frame and rotatable about a transverse to the direction of the construction machine axis of rotation milling drum.
  • the known milling machines For cooling the milling tools, the known milling machines have a nozzle arrangement which comprises a plurality of nozzles arranged parallel to the axis of rotation of the milling drum.
  • the nozzles each generate a flat jet which is aligned orthogonally or tangentially to the lateral surface of the milling drum. Since the individual flat beams partially overlap, a common spray jet extending over the working width of the milling drum and directed onto the lateral surface of the roller results.
  • the DE 102 13 017 A1 describes a milling machine with a cooling device having a plurality of nozzles which are arranged along an axis parallel to the axis of rotation of the milling drum axis. To reduce the consumption of coolant is proposed to control the amount of coolant supplied in response to a characteristic that is characteristic of the current performance of the milling drum.
  • the invention is based on the object to provide a construction machine with a reduced consumption of coolant for cooling the milling tools of the milling drum, so that the dimensions of the coolant reservoir can be reduced and / or the availability of the construction machine can be increased.
  • the construction machine has a cooling device for spraying the milling tools of the milling drum with a coolant from a coolant reservoir.
  • the cooling device is designed such that at least one coolant jet extending essentially parallel to the axis of rotation of the milling drum is produced.
  • a single coolant jet is sufficient, which runs transversely to the working direction of the milling drum.
  • the milling drum milling tools pass successively through the coolant jet. Due to the relatively dense arrangement of the milling tools in the circumferential direction of the milling drum, the time intervals in which no milling tool is hit by a coolant jet, relatively short. As a result, the coolant consumption can be reduced.
  • the coolant jet may be designed differently, as long as the jet extends substantially parallel to the axis of rotation of the milling drum.
  • the coolant jet is a full jet or spot beam having a high specific radiant force.
  • the coolant jet can also be a flat jet with a cone that has a very small angle.
  • the preferred embodiment provides that the solid jet runs along a circular cylindrical lateral surface, on which the milling tools of the milling drum are arranged, so that the full jet impinges directly on the milling tools.
  • the solid jet runs along the circular cylindrical surface on which the chisel tips are arranged.
  • the solid jet preferably runs along a circular cylindrical lateral surface, the diameter of which is smaller than the cutting circle of the milling drum, so that it is ensured even in the case of the abrasive bit tips that the full jet always strikes the bit tips.
  • An embodiment of the cooling device has at least one nozzle which is arranged on one of the two longitudinal sides of the machine frame next to the milling drum in such a way that a coolant jet extending parallel to the axis of rotation of the milling drum is produced.
  • This embodiment is intended for milling drums in which only one milling tool, which is laterally struck by the coolant jet, is arranged on the circumference of the roll along an axis which runs parallel to the axis of rotation of the milling roll.
  • An alternative embodiment of the cooling device provides at least one nozzle on both longitudinal sides of the machine frame.
  • This embodiment is intended for milling drums in which two milling tools are arranged on a parallel to the axis of rotation of the milling drum axis.
  • the one-sided milling tool is sprayed with the one nozzle from one side and the milling tool located at the other side with the other nozzle from the other side.
  • the replaceable milling tools of the known milling drums are located in tool holders, which are also exposed to wear. With increasing wear of the tool holder, the distance between the tip of the cutting tool and the tool decreases Rotary axis of the milling drum.
  • a further preferred embodiment of the invention therefore provides that the distance of the coolant jet to the rotational axis of the milling drum can be changed.
  • the cooling device has a nozzle which can be fixed at different radial distances from the axis of rotation of the milling drum, so that the coolant jet running parallel to the axis of rotation of the milling drum can be exactly aligned with the milling tool.
  • the cooling device has a plurality of nozzles arranged at different radial distances from the axis of rotation of the milling drum, a valve arrangement being provided for switching on and off the individual nozzles. Consequently, that nozzle can be switched on, the coolant jet impinges on the milling tool, while the other nozzles can be turned off. In addition, several nozzles can be switched on simultaneously. The connection and disconnection of the respective nozzles can be done manually or automatically.
  • the cooling device preferably has a pressure line connecting the coolant reservoir to the at least one nozzle, wherein a pressure pump is provided in the pressure line.
  • the pressure pump is preferably a high-pressure pump which generates a pressure sufficient to produce a full jet.
  • the coolant reservoir is preferably a coolant tank arranged on the machine frame. Instead of a large tank, but also several small tanks can be provided.
  • the milling drum is preferably arranged in a roller housing, wherein the nozzles of the coolant device are preferably arranged on one or both longitudinal sides of the machine frame on the roller housing.
  • the nozzles are arranged outside the roll housing. But they can also be arranged inside the housing.
  • the inventive method for cooling the milling drum is characterized in that at least one substantially parallel to the axis of rotation of the milling drum extending coolant jet is generated, which is directed laterally on the milling tools.
  • a coolant jet can be directed onto the milling tools from only one longitudinal side of the construction machine or in each case one coolant jet from both longitudinal sides.
  • the distance of the coolant jet to the axis of rotation of the milling drum is preferably changed depending on the wear of the milling tools.
  • Fig. 1 shows the essential components of a road milling machine as an example of a construction machine for processing lanes or ground surfaces, which has a machine frame 1 and a chassis 2.
  • the construction machine can also be a Recycler or surface miner.
  • the chassis 2 of the milling machine comprises four track drives 2A. 2B, which are arranged at the front and rear sides of the machine frame 1, which has a front side 1A in the traveling direction 10, a rear side 1B and two longitudinal sides 1C, 1D.
  • the road milling machine has a milling device 4, which is arranged below the machine frame 1.
  • the milled milled material is discharged with a arranged on the front of the machine frame conveyor 5.
  • the milling device 4 comprises a milling drum 6 and a milling drum drive 7.
  • the milling drum 6 is arranged in a milling drum housing 8, which encloses the milling drum.
  • the milling drum housing 8 is located below the machine frame 1 between the front and rear crawler tracks 2A, 2B.
  • Cooling device for cooling the tools of the milling drum 6 is an in Fig. 1 Cooling device, not shown, is provided which sprays coolant from a coolant reservoir 16 onto the tools of the milling drum.
  • the coolant reservoir 16 may be a coolant tank arranged in the working direction 10 in front of the milling device 4.
  • Fig. 2 shows a schematic representation of the Fräswalzengeophuse 8 together with a milling drum 6, which is interchangeable with another Fräswalzentyp.
  • the equipped with milling tools 11 milling drum 6 rotates about an axis of rotation 12 which extends transversely to the working or feed direction 10 of the milling machine, wherein the milling drum extends over the working width of the machine.
  • Fig. 3A shows the milling tools 11 of the milling drum 6 in an enlarged view.
  • the milling tools 11 which are inclined relative to the lateral surface 6A of the milling drum 6 are round shank bits 11 which have a cap-shaped chisel tip 11A made of particularly wear-resistant material, for example hard metal, or polycrystalline diamond (PCD).
  • the bit tip 11A is fixedly connected to a bit body 11B interchangeably inserted in a bit holder 11C.
  • the round shank bit 11 and in particular the bit tip 11 A is exposed to heavy wear. Therefore, the Round shank chisel 11 regularly replaced. Wear is also the bit holder 11C exposed.
  • the wear of the bit holders 11C causes the bit tip 11A to shift radially inwardly along the axis 11D of the bit. This reduces the distance a between chisel tip 11A and the axis of rotation 12 of the milling drum 6. However, this wear takes place over a much larger period of time, so that the chisel holder are not constantly replace.
  • the cooling device 21 has a nozzle 13 which is arranged on a longitudinal side 1C, 1D of the machine frame 1 next to the milling drum 6 on the milling drum housing 8.
  • the nozzle 13, which is attached to a part 1E of the machine frame 1 at the height of the milling tools 11 or may be attached directly to the Fräswalzengephaseuse, generates a parallel to the axis of rotation 12 of the milling drum 6 extending coolant jet 14, the side of the bit tips 11A which comes through the coolant jet moving milling cutter 11 of the rotating milling drum 6.
  • the nozzle 13 can sit in a recess 8B of the side wall 8A of the milling drum housing 8.
  • Fig. 2 the processing of the milling drum 6 is shown with the milling chisels 11.
  • the cooling device 21 of Fig. 2 is intended for a Fräswalzentyp, in which only one milling bit 11 is arranged on a parallel to the axis of rotation 12 of the milling drum 6 extending axis 15. Consequently, the coolant jet can hit one after the other all the cutting tools that pass through the coolant jet immediately after one another in a short time sequence. The consumption of coolant is therefore relatively low.
  • a single coolant jet 14 is sufficient.
  • the coolant jet is preferably a full jet.
  • a plurality of coolant jets can be distributed at different diameters and / or circumferentially in order to improve the cooling.
  • a much higher number of nozzles is needed. For example, would be at radial Alignment of the beams in the embodiment of Fig. 2 for the cooling of all milling tools 18 radially directed rays 23 is needed
  • the coolant is provided in a coolant tank 16. From the coolant tank 16, a coolant pipe 17 leads to the nozzle 13. The pressure required for the nozzle 13 is generated by a high pressure pump 18 provided between the coolant tank 16 and the nozzle 13.
  • the nozzle 13 is slidably disposed, wherein the nozzle in different positions P 1 , P 2 , P 3 can be determined.
  • Fig. 3B shows an embodiment with a detectable nozzle 13 in a simplified representation. The nozzle 13 is displaceable on an axis 13A inclined relative to the milling tools 11 in a slot 13B provided in a side wall 8A of the milling drum housing 8 or on a part of the machine frame 1.
  • Fig. 3B also shows a view on the outside of the side wall 8A of the roller housing 8.
  • the nozzle 13 is attached to a nozzle holder 13C, which by means of a locking screw 13D shown only schematically in a variety of positions, for example in the positions P 1 , P 2 , P 3 , can be fixed to the side wall 8A of the roller housing 8.
  • a locking screw 13D shown only schematically in a variety of positions, for example in the positions P 1 , P 2 , P 3 , can be fixed to the side wall 8A of the roller housing 8.
  • the slot 13B may also describe a curve. It is also possible that the nozzle 13 is displaceably guided on an axis orthogonal to the circumferential surface 6A of the milling drum 6.
  • An alternative embodiment provides, instead of a single slidably guided nozzle, a nozzle assembly 19 having a plurality of fixed nozzles 13 ', 13 ", 13"'.
  • Fig. 3C shows the nozzle assembly 19 with the nozzles 13 ', 13 ", 13'” and the chisels 11 in a simplified schematic representation.
  • the nozzles are like that arranged that the distance a 1 , a 2 , a 3 between the coolant jets 14 and the axis of rotation 12 corresponds to the wear pattern of the tool holder 11C.
  • a Ventilananordung 20 is shown only schematically, which can be controlled by a control unit.
  • Fig. 4 shows an alternative embodiment of the cooling device 21 which is intended for another Fräswalzentyp.
  • This embodiment which is also for the Fräswalzentyp of Fig. 2 is suitable, differs in that both on the right in the working direction 10 longitudinal side 1D and on the left in the working direction 10 longitudinal side 1C of the machine frame 1, a nozzle 13L, 13R is arranged on the Fräswalzengephaseuse 8 next to the milling drum 6.
  • the corresponding parts are again provided with the same reference numerals.
  • the pressure medium line 17 leads in this embodiment to two nozzles 13L, 13R, which preferably each generate a full jet, which can extend on a common axis parallel to the axis of rotation 12 of the milling drum 6 axis.
  • the milling drum 6 of Fig. 4 has twice the working width as the milling drum of Fig. 2 ,
  • the Fräsm facedel 11 are in the Fräswalzentyp of Fig. 4 arranged circumferentially such that in each case two milling bits 11 are located on an axis 15 which is parallel to the axis of rotation 12 of the milling drum 6.
  • Fig. 4 are two milling bits denoted by 11L and 11R, which lie on a common axis 15.
  • the coolant jet 14 of the right nozzle 13R impinges on the right milling tool 11R and the coolant nozzle of the left nozzle 13L impinges on the left tool 11L. Consequently, two milling bits are always cooled simultaneously.
  • the two nozzles 13L, 13R of the cooling device 21 of Fig. 4 can be detected again nozzles ( Fig. 3B ) or nozzles of a nozzle arrangement 19 with a plurality of fixed nozzles 13 ', 13 ", 13"' ( Fig. 3C ).

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Abstract

Die Anmeldung betrifft eine selbstfahrende Baumaschine zum Bearbeiten von Fahrbahnen oder Bodenoberflächen mit einem von einem Fahrwerk 2 getragenen Maschinenrahmen 1 und einer an dem Maschinenrahmen 1 angeordneten und um eine quer zur Vorschubrichtung 10 der Baumaschine verlaufenden Drehachse 12 drehbaren Fräswalze 6. Die Baumaschine weist eine Kühleinrichtung 21 zum Besprühen der Fräswerkzeuge 11 der Fräswalze 6 mit einem Kühlmittel aus einem Kühlmittelreservoir 16 auf. Die Kühleinrichtung 21 ist derart ausgebildet, dass mindestens ein parallel zu der Drehachse 12 der Fräswalze 6 verlaufender Kühlmittelstrahl 14 erzeugt wird. Zur Kühlung der Fräswerkzeuge 11 ist ein einziger Kühlmittelstrahl 14 ausreichend, der quer zur Arbeitsrichtung 10 der Fräswalze 6 verläuft. Während sich die Fräswalze dreht, treten die Fräswerkzeuge der Fräswalze nacheinander durch den Kühlmittelstrahl. Auf Grund der relativ dichten Anordnung der Fräswerkzeuge in Umfangsrichtung der Fräswalze sind die Zeitintervalle, in denen ein Fräswerkzeug nicht von einem Kühlmittelstrahl getroffen wird, relativ kurz. Dadurch kann der Kühlmittelverbrauch gesenkt werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine selbstfahrende Baumaschine zum Bearbeiten von Fahrbahnen oder Bodenoberflächen mit einem von einem Fahrwerk getragenen Maschinenrahmen und einer an dem Maschinenrahmen angeordneten und um eine quer zur Arbeitsrichtung der Baumaschine verlaufenden Drehachse drehbaren Fräswalze.
  • Zur Bearbeitung von Fahrbahnen sind selbstfahrende Fräsmaschinen bekannt, die über eine mit Fräswerkzeugen bestückte Fräswalze verfügen. Da die Fräswerkzeuge einer hohen mechanischen Beanspruchung ausgesetzt sind, ist eine ausreichende Kühlung der Werkzeuge erforderlich. Es ist bekannt, die Fräswerkzeuge mit einem Kühlmittel zu besprühen, das in einem Kühlmittelreservoir bereitgestellt wird.
  • Zum Kühlen der Fräswerkzeuge verfügen die bekannten Fräsmaschinen über eine Düsenanordnung, die eine Vielzahl von parallel zur Drehachse der Fräswalze angeordneten Düsen umfasst. Die Düsen erzeugen jeweils einen Flachstrahl, der orthogonal oder tangential zu der Mantelfläche der Fräswalze ausgerichtet ist. Da sich die einzelnen Flachstrahlen teilweise überlappen, entsteht ein gemeinsamer sich über die Arbeitsbreite der Fräswalze erstreckender und auf die Mantelfläche der Walze gerichteter Sprühstrahl.
  • Die bekannten Kühleinrichtungen für Fräswerkzeuge haben sich in der Praxis bewährt. Nachteilig ist jedoch der relativ hohe Verbrauch an Kühlmittel, der entweder einen ausreichend großen Kühlmitteltank oder das Nachfüllen des Kühlmitteltanks während einer Arbeitsschicht erforderlich macht. Die Vergrößerung des Kühlmitteltanks führt aber zu einer Erhöhung des Gewichts der Baumaschine sowie der Zunahme der äußeren Abmessungen, während die Nachfüllung des Kühlmitteltanks die Verfügbarkeit der Baumaschine verringert.
  • Die DE 102 13 017 A1 beschreibt eine Fräsmaschine mit einer Kühleinrichtung, die eine Vielzahl von Düsen aufweist, die entlang einer parallel zur Drehachse der Fräswalze verlaufenden Achse angeordnet sind. Zur Verringerung des Verbrauchs an Kühlmittel wird vorgeschlagen, die zugeführte Menge an Kühlmittel in Abhängigkeit von einem Kennwert zu steuern, der für die momentane Arbeitsleistung der Fräswalze charakteristisch ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Baumaschine mit einem verringerten Verbrauch an Kühlmittel zum Kühlen der Fräswerkzeuge der Fräswalze zu schaffen, so dass die Abmessungen des Kühlmittelreservoirs verringert und/oder die Verfügbarkeit der Baumaschine erhöht werden kann. Darüber hinaus ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Verringerung des Verbrauchs an Kühlmittel zum Kühlen der Fräswerkzeuge der Fräswalze einer Baumaschine anzugeben.
  • Die Lösung dieser Aufgaben erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche 1 und 11. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
  • Die erfindungsgemäße Baumaschine weist eine Kühleinrichtung zum Besprühen der Fräswerkzeuge der Fräswalze mit einem Kühlmittel aus einem Kühlmittelreservoir auf. Die Kühleinrichtung ist derart ausgebildet, dass mindestens ein im Wesentlichen parallel zu der Drehachse der Fräswalze verlaufender Kühlmittelstrahl erzeugt wird. Zur Kühlung der Fräswerkzeuge ist ein einziger Kühlmittelstrahl ausreichend, der quer zur Arbeitsrichtung der Fräswalze verläuft. Während sich die Fräswalze dreht, treten die Fräswerkzeuge der Fräswalze nacheinander durch den Kühlmittelstrahl. Auf Grund der relativ dichten Anordnung der Fräswerkzeuge in Umfangsrichtung der Fräswalze sind die Zeitintervalle, in denen kein Fräswerkzeug von einem Kühlmittelstrahl getroffen wird, relativ kurz. Dadurch kann der Kühlmittelverbrauch gesenkt werden. Richtet man den Strahl hingegen senkrecht auf die Mantelfläche der Fräswalze, dann kommt pro Umdrehung nur einmal ein Fräswerkzeug an dem Strahl vorbei, weil auf einer Umfangslinie nur ein Werkzeug sitzt. Mit der axialen Ausrichtung des Kühlmittelstrahls ist die Kühlung sehr effizient, da die Fräswerkzeuge unmittelbar nacheinander durch den Kühlmittelstrahl treten.
  • Der Kühlmittelstrahl kann unterschiedlich ausgebildet sein, solange sich der Strahl im Wesentlichen parallel zur Drehachse der Fräswalze erstreckt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Kühlmittelstrahl ein Vollstrahl oder Punktstrahl, der eine hohe spezifische Strahlkraft hat. Der Kühlmittelstrahl kann aber auch ein Flachstrahl mit einem Kegel sein, der einen sehr kleinen Winkel hat. Die bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass der Vollstrahl entlang einer kreiszylindrischen Mantelfläche verläuft, auf der die Fräswerkzeuge der Fräswalze angeordnet sind, so dass der Vollstrahl unmittelbar auf die Fräswerkzeuge trifft. Bei Fräswalzen, deren Fräswerkzeuge Rundschaftmeißel sind, die eine kappenförmige Meißelspitze aufweisen, verläuft der Vollstrahl entlang der kreiszylindrischen Mantelfläche, auf der die Meißelspitzen angeordnet sind. Der Vollstrahl verläuft vorzugsweise entlang einer kreiszylindrischen Mantelfläche, deren Durchmesser kleiner als der Schnittkreis der Fräswalze ist, so dass auch bei den verschleißenden Meißelspitzen sichergestellt ist, dass der Vollstrahl immer auf die Meißelspitzen trifft.
  • Eine Ausführungsform der Kühleinrichtung weist mindestens eine Düse auf, die auf einer der beiden Längsseiten des Maschinenrahmens neben der Fräswalze derart angeordnet ist, dass ein parallel zu der Drehachse der Fräswalze verlaufender Kühlmittelstrahl erzeugt wird. Diese Ausführungsform ist für Fräswalzen bestimmt, bei denen am Umfang der Walze entlang einer Achse, die parallel zur Drehachse der Fräswalze verläuft, nur ein Fräswerkzeug angeordnet ist, das von dem Kühlmittelstrahl seitlich getroffen wird.
  • Eine alternative Ausführungsform der Kühleinrichtung sieht mindestens eine Düse auf beiden Längsseiten des Maschinenrahmens vor. Diese Ausführungsform ist für Fräswalzen bestimmt, bei denen zwei Fräswerkzeuge auf einer parallel zur Drehachse der Fräswalze verlaufenden Achse angeordnet sind. Das auf der einen Seite befindlich Fräswerkzeug wird mit der einen Düse von der einen Seite und das auf der anderen Seite befindliche Fräswerkzeug mit der anderen Düse von der anderen Seite besprüht.
  • Die auswechselbaren Fräswerkzeuge der bekannten Fräswalzen sitzen in Werkzeughaltern, die ebenfalls einem Verschleiß ausgesetzt sind. Mit zunehmendem Verschleiß der Werkzeughalter verringert sich der Abstand zwischen der Spitze der Fräsmeißel und der Drehachse der Fräswalze. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht daher vor, dass der Abstand des Kühlmittelstrahls zu der Drehachse der Fräswalze verändert werden kann.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Kühleinrichtung eine in unterschiedlichen radialen Abständen zu der Drehachse der Fräswalze feststellbare Düse auf, so dass der parallel zur Drehachse der Fräswalze verlaufende Kühlmittelstrahl exakt auf das Fräswerkzeug ausgerichtet werden kann.
  • Bei einer alternativen Ausführungsform weist die Kühleinrichtung mehrere in unterschiedlichen radialen Abständen zu der Drehachse der Fräswalze angeordnete Düsen auf, wobei eine Ventilanordnung zum Zu- und Abschalten der einzelnen Düsen vorgesehen ist. Folglich kann diejenige Düse zugeschaltet werden, deren Kühlmittelstrahl auf das Fräswerkzeug trifft, während die anderen Düsen abgeschaltet werden können. Darüber hinaus können auch mehrere Düsen gleichzeitig zugeschaltet werden. Die Zu- und Abschaltung der betreffenden Düsen kann manuell oder automatisch erfolgen.
  • Die Kühleinrichtung weist vorzugsweise eine das Kühlmittelreservoir mit der mindestens einen Düse verbindende Druckleitung auf, wobei in der Druckleitung eine Druckpumpe vorgesehen ist. Die Druckpumpe ist vorzugsweise eine Hochdruckpumpe, die einen zur Erzeugung eines Vollstrahls ausreichenden Druck erzeugt.
  • Das Kühlmittelreservoir ist vorzugsweise ein am Maschinenrahmen angeordneter Kühlmitteltank. Anstelle eines großen Tanks, können aber auch mehrere kleine Tanks vorgesehen sein.
  • Die Fräswalze ist vorzugsweise in einem Walzengehäuse angeordnet, wobei die Düsen der Kühlmitteleinrichtung an einer oder beiden Längsseiten des Maschinenrahmens vorzugsweise am Walzengehäuse angeordnet sind. Vorzugsweise sind die Düsen außerhalb des Walzengehäuses angeordnet. Sie können aber auch innerhalb des Gehäuses angeordnet sein.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Kühlen der Fräswalze zeichnet sich dadurch aus, dass mindestens ein im Wesentlichen parallel zu der Drehachse der Fräswalze verlaufender Kühlmittelstrahl erzeugt wird, der seitlich auf die Fräswerkzeuge gerichtet wird. In Abhängigkeit von dem Fräswalzentyp kann ein Kühlmittelstrahl von nur einer Längsseite der Baumaschine oder jeweils ein Kühlmittelstrahl von beiden Längsseiten auf die Fräswerkzeuge gerichtet werden. Der Abstand des Kühlmittelstrahls zu der Drehachse der Fräswalze wird vorzugsweise in Abhängigkeit von dem Verschleiß der Fräswerkzeuge verändert.
  • Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren im Einzelnen erläutert.
  • Es zeigen:
  • Fig. 1
    eine Straßenfräsmaschine in vereinfachter Darstellung,
    Fig. 2
    eine erste Ausführungsform der Kühleinrichtung der Straßenfräsmaschine zusammen mit der Fräswalze in schematischer Darstellung,
    Fig. 3A
    eine Seitenansicht der Fräswerkzeuge der Fräswalze von Fig. 2 in vergrößerter Darstellung,
    Fig. 3B
    eine feststellbare Düse in vergrößerter Darstellung,
    Fig. 3C
    eine Düsenanordnung mit mehreren Düsen in vergrößerter Darstellung und
    Fig. 4
    eine zweite Ausführungsform der Kühleinrichtung zusammen mit der Fräswalze in schematischer Darstellung.
  • Fig. 1 zeigt die wesentlichen Komponenten einer Straßenfräsmaschine als Beispiel für eine Baumaschine zur Bearbeitung von Fahrbahnen oder Bodenoberflächen, die einen Maschinenrahmen 1 und ein Fahrwerk 2 aufweist. Die Baumaschine kann aber auch ein Recycler oder Surface Miner sein. Das Fahrwerk 2 der Fräsmaschine umfasst vier Kettenlaufwerke 2A. 2B, die an der Vorder- und Rückseite des Maschinenrahmens 1 angeordnet sind, der eine in Fahrtrichtung 10 vordere Seite 1A, eine Rückseite 1B sowie zwei Längsseiten 1C, 1D aufweist.
  • Die Straßenfräsmaschine verfügt über eine Fräseinrichtung 4, die unterhalb des Maschinenrahmens 1 angeordnet ist. Das abgefräste Fräsgut wird mit einer an der Vorderseite des Maschinenrahmens angeordneten Fördereinrichtung 5 abgeführt.
  • Die Fräseinrichtung 4 umfasst eine Fräswalze 6 und einen Fräswalzenantrieb 7. Die Fräswalze 6 ist in einem Fräswalzengehäuse 8 angeordnet, das die Fräswalze umschließt. Das Fräswalzengehäuse 8 befindet sich unterhalt des Maschinenrahmens 1 zwischen den vorderen und hinteren Kettenlaufwerken 2A, 2B. Zur Kühlung der Werkzeuge der Fräswalze 6 ist eine in Fig. 1 nicht dargestellte Kühleinrichtung vorgesehen, die Kühlmittel aus einem Kühlmittelreservoir 16 auf die Werkzeuge der Fräswalze sprüht. Das Kühlmittelreservoir 16 kann ein in Arbeitsrichtung 10 vor der Fräseinrichtung 4 angeordneter Kühlmitteltank sein.
  • Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung das Fräswalzengehäuse 8 zusammen mit einer Fräswalze 6, die gegen einen anderen Fräswalzentyp auswechselbar ist. Die mit Fräswerkzeugen 11 bestückte Fräswalze 6 rotiert um eine Drehachse 12, die quer zur Arbeits- oder Vorschubrichtung 10 der Fräsmaschine verläuft, wobei die Fräswalze sich über die Arbeitsbreite der Maschine erstreckt.
  • Fig. 3A zeigt die Fräswerkzeuge 11 der Fräswalze 6 in vergrößerter Darstellung. Die gegenüber der Mantelfläche 6A der Fräswalze 6 schräggestellten Fräswerkzeuge 11 sind bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel Rundschaftmeißel 11, die eine kappenförmige Meißelspitze 11A aus besonders verschleißfestem Material, beispielsweise Hartmetall, oder Polykristallinen Diamant (PKD) aufweisen. Die Meißelspitze 11A ist fest mit einem Meißelkörper 11B verbunden, der auswechselbar in einem Meißelhalter 11C eingesetzt ist.
  • Beim Betrieb der Fräsmaschine ist der Rundschaftmeißel 11 und insbesondere die Meißelspitze 11A einem starken Verschleiß ausgesetzt. Daher werden die Rundschaftmeißel 11 regelmäßig ausgetauscht. Einem Verschleiß sind auch die Meißelhalter 11C ausgesetzt. Der Verschleiß der Meißelhalter 11C führt dazu, dass die Meißelspitze 11A sich entlang der Achse 11D des Meißels radial nach innen verschiebt. Dadurch verringert sich der Abstand a zwischen Meißelspitze 11A und der Drehachse 12 der Fräswalze 6. Dieser Verschleiß vollzieht sich aber über eine viel größere Zeitspanne, so dass die Meißelhalter nicht ständig auszutauschen sind.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 2 weist die Kühleinrichtung 21 eine Düse 13 auf, die auf einer Längsseite 1C, 1D des Maschinenrahmens 1 neben der Fräswalze 6 am Fräswalzengehäuse 8 angeordnet ist. Die Düse 13, die an einem Teil 1E des Maschinenrahmens 1 auf der Höhe der Fräswerkzeuge 11 befestigt ist oder auch direkt an dem Fräswalzengehäuse befestigt sein kann, erzeugt einen sich parallel zur Drehachse 12 der Fräswalze 6 verlaufenden Kühlmittelstrahl 14, der seitlich auf die Meißelspitzen 11A der sich durch den Kühlmittelstrahl bewegenden Fräsmeißel 11 der rotierenden Fräswalze 6 trifft. Die Düse 13 kann in einer Ausnehmung 8B der Seitenwand 8A des Fräswalzengehäuses 8 sitzen.
  • In Fig. 2 ist die Abwicklung der Fräswalze 6 mit den Fräsmeißeln 11 dargestellt. Die Kühleinrichtung 21 von Fig. 2 ist für einen Fräswalzentyp bestimmt, bei dem immer nur ein Fräsmeißel 11 auf einer parallel zu der Drehachse 12 der Fräswalze 6 verlaufenden Achse 15 angeordnet ist. Folglich kann der Kühlmittelstrahl nacheinander auf sämtliche Fräsmeißel treffen, die unmittelbar hintereinander in kurzer zeitlicher Folge durch den Kühlmittelstrahl treten. Der Verbrauch an Kühlmittel ist daher relativ gering.
  • Für eine ausreichende Kühlung des Fräsmeißels 11 ist ein einziger Kühlmittelstrahl 14 ausreichend. Der Kühlmittelstrahl ist vorzugsweise ein Vollstrahl.
  • Es können auch mehrere Kühlmittelstrahlen auf unterschiedlichen Durchmessern und/oder über den Umfang verteilt angeordnet sein, um die Kühlung zu verbessern. Um eine dazu vergleichbare Kühlleistung mit radial ausgerichteten Düsen zu erreichen, wird hingegen eine ungleich höhere Anzahl an Düsen benötigt. Beispielsweise würden bei radialer Ausrichtung der Strahlen bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 2 für die Kühlung aller Fräswerkzeuge 18 radial gerichtete Strahlen 23 benötigt
  • Das Kühlmittel wird in einem Kühlmitteltank 16 bereitgestellt. Von dem Kühlmitteltank 16 führt eine Kühlmittel-Leitung 17 zu der Düse 13. Der für die Düse 13 erforderliche Druck wird mit einer Hochdruck-Pumpe 18 erzeugt, die zwischen Kühlmitteltank 16 und Düse 13 vorgesehen ist.
  • Mit zunehmendem Verschleiß der Werkzeughalter 11C kann es erforderlich sein, den Abstand a zwischen dem Kühlmittelstrahl 14 und der Drehachse 12 zu verringern, so dass der Kühlmittelstrahl 14 immer auf die Meißelspitzen 11A der Fräsmeißel 11 trifft.
  • Bei einer Ausführungsform ist die Düse 13 verschiebbar angeordnet, wobei die Düse in unterschiedlichen Positionen P1, P2, P3 festgestellt werden kann. Fig. 3B zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einer feststellbaren Düse 13 in vereinfachter Darstellung. Die Düse 13 ist auf einer gegenüber den Fräswerkzeugen 11 schräggestellten Achse 13A in einem Langloch 13B verschiebbar, das in einer Seitenwand 8A des Fräswalzengehäuses 8 oder an einem Teil des Maschinenrahmens 1 vorgesehen ist. Fig. 3B zeigt auch eine Ansicht auf die Außenseite der Seitenwand 8A des Walzengehäuses 8. Die Düse 13 ist an einem Düsenhalter 13C befestigt, der mittels einer nur schematisch dargestellten Feststellschraube 13D in den unterschiedlichsten Positionen, beispielsweise in den Positionen P1, P2, P3, an der Seitenwand 8A des Walzengehäuses 8 befestigt werden kann. Durch Verschieben der Düse 13 in dem Langloch 13B kann der radiale Abstand a zu der Drehachse 12 der Fräswalze 6 exakt auf die korrekte Position eingestellt werden. Das Langloch 13B kann auch eine Kurve beschreiben. Es ist auch möglich, dass die Düse 13 auf einer orthogonal zu der Mantelfläche 6A der Fräswalze 6 verlaufenden Achse verschiebbar geführt ist.
  • Eine alternative Ausführungsform sieht anstelle einer einzigen verschiebbar geführten Düse eine Düsenanordnung 19 vor, die eine Mehrzahl von fest angeordneten Düsen 13', 13", 13"' aufweist. Fig. 3C zeigt die Düsenanordnung 19 mit den Düsen 13', 13", 13'" und den Fräsmeißeln 11 in vereinfachter schematischer Darstellung. Die Düsen sind derart angeordnet, dass der Abstand a1, a2, a3 zwischen den Kühlmittelstrahlen 14 und der Drehachse 12 dem Verschleißbild der Werkzeughalter 11C entspricht. Zum Zu- und Abschalten der Kühlmittelzufuhr zu den einzelnen Düsen 13', 13", 13"' ist eine nur schematisch dargestellte Ventilananordung 20 vorgesehen, die von einer Steuereinheit angesteuert werden kann.
  • Fig. 4 zeigt eine alternative Ausführungsform der Kühleinrichtung 21 die für einen anderen Fräswalzentyp bestimmt ist. Diese Ausführungsform, die auch für den Fräswalzentyp von Fig. 2 geeignet ist, unterscheidet sich dadurch, dass sowohl auf der in Arbeitsrichtung 10 rechten Längsseite 1D als auch auf der in Arbeitsrichtung 10 linken Längsseite 1C des Maschinenrahmens 1 jeweils eine Düse 13L, 13R am Fräswalzengehäuse 8 neben der Fräswalze 6 angeordnet ist. Die einander entsprechenden Teile sind wieder mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Druckmittel-Leitung 17 führt bei diesem Ausführungsbeispiel zu beiden Düsen 13L, 13R, die jeweils vorzugsweise einen Vollstrahl erzeugen, die auf einer gemeinsamen parallel zur Drehachse 12 der Fräswalze 6 verlaufenden Achse verlaufen können.
  • Die Fräswalze 6 von Fig. 4 hat die doppelte Arbeitsbreite wie die Fräswalze von Fig. 2. Die Fräsmeißel 11 sind bei dem Fräswalzentyp von Fig. 4 derart umfangsmäßig angeordnet, dass jeweils zwei Fräsmeißel 11 auf einer Achse 15 liegen, die parallel zu der Drehachse 12 der Fräswalze 6 verläuft. In Fig. 4 sind zwei Fräsmeißel mit 11L und 11R bezeichnet, die auf einer gemeinsamen Achse 15 liegen. Während der Rotation der Fräswalze trifft der Kühlmittelstrahl 14 der rechten Düse 13R auf den rechten Fräsmeißel 11R und der Kühlmittelstrahl der linken Düse 13L auf den linken Fräsmeißel 11L. Folglich werden immer zwei Fräsmeißel gleichzeitig gekühlt.
  • Die beiden Düsen 13L, 13R der Kühleinrichtung 21 von Fig. 4 können wieder feststellbare Düsen (Fig. 3B) sein oder Düsen einer Düsenanordnung 19 mit einer Mehrzahl von feststehenden Düsen 13', 13", 13"' sein (Fig. 3C).

Claims (15)

  1. Selbstfahrende Baumaschine zum Bearbeiten von Fahrbahnen oder Bodenoberflächen mit
    einem von einem Fahrwerk (2) getragenen Maschinenrahmen und einer an dem Maschinenrahmen angeordneten und um eine quer zur Arbeitsrichtung (10) der Baumaschine verlaufenden Drehachse (12) drehbaren Fräswalze (6), die mit umfangsmäßig verteilt angeordneten Fräswerkzeugen (11) bestückt ist,
    einem Walzenantrieb (7) für die Fräswalze (6) und
    einer Kühleinrichtung (21) zum Besprühen der Fräswerkzeuge (11) der Fräswalze (6) mit einem Kühlmittel aus einem Kühlmittelreservoir (16),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Kühleinrichtung (21) derart ausgebildet ist, dass mindestens ein im Wesentlichen parallel zu der Drehachse (12) der Fräswalze (6) verlaufender Kühlmittelstrahl (14) erzeugt wird.
  2. Baumaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (21) derart ausgebildet ist, dass der Kühlmittelstrahl (14) ein Vollstrahl ist, der im Wesentlichen entlang einer kreiszylindrischen Mantelfläche verläuft, auf der die Fräswerkzeuge (11) der Fräswalze (6) angeordnet sind.
  3. Baumaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fräswerkzeuge (11) der Fräswalze Rundschaftmeißel sind, die eine kappenförmige Meißelspitze (11A) aufweisen, wobei der Vollstrahl im Wesentlichen entlang einer kreiszylindrischen Mantelfläche verläuft, auf der die Meißelspitzen (11A) angeordnet sind.
  4. Baumaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (21) mindestens eine Düse (13) aufweist, die auf einer der beiden Längsseiten (1C, 1D) des Maschinenrahmens (1) neben der Fräswalze (6) derart angeordnet ist, dass ein im Wesentlich parallel zu der Drehachse (12) der Fräswalze (6) verlaufender Kühlmittelstrahl (14) erzeugt wird.
  5. Baumaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (21) mindestens eine Düse (13L, 13R) aufweist, die auf einer der beiden Längsseiten (1C, 1D) des Maschinenrahmens (1) neben der Fräswalze (6) derart angeordnet ist, dass ein im Wesentlichen parallel zur Drehachse (12) der Fräswalze (6) verlaufender Kühlmittelstrahl (14) erzeugt wird, und mindestens eine Düse (13L, 13R) aufweist, die auf der anderen der beiden Längsseiten (1C, 1D) des Maschinenrahmens (1) neben der Fräswalze (6) derart angeordnet ist, dass ein im Wesentlichen parallel zur Drehachse (12) der Fräswalze (6) verlaufender Kühlmittelstrahl (14) erzeugt wird.
  6. Baumaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (21) mindestens eine in unterschiedlichen radialen Abständen (a1, a2, a3) zu der Drehachse (12) der Fräswalze (6) feststellbare Düse (13) aufweist, die derart ausgebildet ist, dass ein im Wesentlichen parallel zur Drehachse (12) der Fräswalze (6) verlaufender Kühlmittelstrahl (14) erzeugt wird.
  7. Baumaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (21) mehrere in unterschiedlichen radialen Abständen (a1, a2, a3) zu der Drehachse (12) der Fräswalze (6) fest angeordnete Düsen (13', 13", 13"') aufweist, die derart ausgebildet sind, dass mindestens ein im Wesentlichen parallel zur Drehachse (12) der Fräswalze (6) verlaufender Kühlmittelstrahl (14) erzeugt wird, und dass eine Ventilanordnung (20) zum Zu- und Abschalten der einzelnen Düsen (13', 13", 13"') vorgesehen ist.
  8. Baumaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (21) eine das Kühlmittelreservoir (16) mit der mindestens einen Düse (13) verbindende Druckleitung (17) aufweist, wobei in der Druckleitung (17) eine Druckpumpe (18) vorgesehen ist.
  9. Baumaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittelreservoir (16) ein am Maschinenrahmen angeordneter Kühlmitteltank ist.
  10. Baumaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Fräswalze (6) in einem Walzengehäuse (8) angeordnet ist.
  11. Verfahren zum Kühlen der Fräswerkzeuge einer Fräswalze einer selbstfahrende Baumaschine zum Bearbeiten von Fahrbahnen oder Bodenoberflächen, bei dem die Fräswerkzeuge der sich um eine quer zur Arbeitsrichtung der Baumaschine verlaufenden Achse drehenden Fräswalze mit einem Kühlmittel aus einem Kühlmittelreservoir besprüht werden, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein im Wesentlichen parallel zu der Drehachse der Fräswalze verlaufender Kühlmittelstrahl erzeugt wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmittelstrahl ein Vollstrahl ist, der im Wesentlichen entlang der kreiszylindrischen Mantelfläche verläuft, auf der die Fräswerkzeuge der Fräswalze angeordnet sind.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Kühlmittelstrahl erzeugt wird, der von einer Seite auf die Fräswerkzeuge gerichtet wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Kühlmittelstrahl erzeugt wird, der von der einen Seite auf die Fräswerkzeuge gerichtet wird, und mindestens ein Kühlmittelstrahl erzeugt wird, der von der anderen Seite auf die Fräswerkzeuge gerichtet wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand des mindestens einen Kühlmittelstrahls zu der Drehachse der Fräswalze in Abhängigkeit von dem Verschleißzustand der Fräswerkzeuge verändert wird.
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