EP4613936A1

EP4613936A1 - Vorrichtung zur bodenverfestigung

Info

Publication number: EP4613936A1
Application number: EP24162327.1A
Authority: EP
Inventors: Matthias Schönberger; Florian Schönberger
Original assignee: Schoenberger Bau & Co Kg GmbH; Schoenberger Bau GmbH and Co KG
Current assignee: Schoenberger Bau & Co Kg GmbH; Schoenberger Bau GmbH and Co KG
Priority date: 2024-03-08
Filing date: 2024-03-08
Publication date: 2025-09-10

Abstract

Die Anmeldung betrifft eine Vorrichtung zur Bodenverfestigung umfassend ein Fahrgestell (2), einen Fahrzeugaufbau (3) und einen mittels eines Verbindungsarms (4) mit dem Fahrzeugaufbau (3) verbundenen Fräsarm (5), wobei der Verbindungsarm (4) in einer Richtung quer zur Längsachse (LAF) des Fahrgestells (2) translatorisch am Fahrzeugaufbau (3) verschiebbar gehalten ist, wobei der Fräsarm (5) eine Fräskette (6) aufweist, an der eine Vielzahl von Fräswerkzeugen (7) vorgesehen sind und wobei eine Zuführeinrichtung (8) für ein Bodenverfestigungsmittel vorgesehen ist, die eine Auslassöffnung im Bereich des Fräsarms (5) aufweist, wobei die Fräswerkzeuge (7) durch stiftförmig ausgebildete Fräsmeißel gebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bodenverfestigung.
Vorrichtungen zur Bodenverfestigung sind bereits bekannt.
Aus der Druckschrift DE 195 42 031 A1 ist eine Vorrichtung bekannt geworden, die mittels einer an einem Fräsarm geführten Kette den Boden im Bereich eines vertikal verlaufenden Graben auffräst und während dem Fräsvorgang ein Bodenverfestigungsmittel zuführt. Dabei wird ein Gemisch aus dem aufgelockerten Bodenmaterial und dem Bodenverfestigungsmittel erzeugt. Nach dem Aushärten des Gemisches wird eine Bodenstabilisierung erreicht.
Problematisch bei der bekannten Vorrichtung ist, dass für den Fräsvorgang eine hohe Antriebsleistung des Motors, der die Fräskette antreibt, nötig ist.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung anzugeben, die eine hohe Fräsleistung und eine gute Durchmischung des aufgelockerten Bodenmaterials mit dem Bodenverfestigungsmittel bei verringertem Leistungsbedarf ermöglicht.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß einem ersten Aspekt wird eine Vorrichtung zur Bodenverfestigung umfassend ein Fahrgestell, einen Fahrzeugaufbau und einen mittels eines Verbindungsarms mit dem Fahrzeugaufbau verbundenen Fräsarm offenbart. Der Verbindungsarm ist in einer Richtung quer zur Längsachse des Fahrgestells translatorisch verschiebbar am Fahrzeugaufbau gehalten. Der Fräsarm weist eine Fräskette auf, an der eine Vielzahl von Fräswerkzeugen vorgesehen sind. Zudem ist eine Zuführeinrichtung für ein Bodenverfestigungsmittel vorgesehen, die eine Auslassöffnung im Bereich des Fräsarms aufweist. Die Fräswerkzeuge sind durch stiftförmig ausgebildete Fräsmeißel gebildet. Diese Fräsmeißel sind insbesondere gerade, d.h. nicht gewinkelt ausgebildet.
Der technische Vorteil der Vorrichtung besteht darin, dass durch die Verwendung von stiftartig ausgebildeten Fräsmeißeln, die insbesondere Rundschaftmeißel sind, die Fräskette mit einem geringeren Kraftaufwand durch den aufzufräsenden Boden gezogen werden kann. Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zu Grunde, dass trotz der Verwendung von stiftartigen Fräsmeißeln eine gute Auflockerung des Bodenmaterials und eine gute Durchmischung des Bodenmaterials mit dem Bodenverfestigungsmittel erreicht werden kann.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die Fräswerkzeuge zumindest teilweise in Reihen angeordnet, die quer, insbesondere senkrecht zur Laufrichtung der Fräskette verlaufen. Dadurch kann trotz der Verwendung von stiftförmigen Fräsmeißeln eine Fräswirkung über die gesamte Breite des Fräsarms erreicht werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind in einer Reihe von Fräsmeißel ein Paar von stiftförmig ausgebildeten Fräsmeißeln seitlich nebeneinander angeordnet. Die Fräsmeißel können beispielsweise in einem plattenförmigen Werkzeugträger gehalten sein, der an der außenseitigen Umfangsfläche der Fräskette befestigt, insbesondere verschraubt ist. Es versteht sich, dass pro Reihe auch mehr als zwei Fräsmeißel seitlich nebeneinander angeordnet sein können, insbesondere dann, wenn die senkrecht zur Laufrichtung gemessene Breite der Fräskette derart groß ist, dass zwei zueinander beabstandete Fräsmeißel den Boden über die gesamte Breite nicht auflockern können.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel variiert der quer zur Laufrichtung der Fräskette gemessene Abstand der Fräsmeißel einer Fräsmeißelreihe zwischen in Laufrichtung aufeinanderfolgenden Reihen. Dieser unterschiedliche Abstand bietet den technischen Vorteil, dass die Fräsmeißel der aufeinanderfolgenden Reihen an unterschiedlichen Positionen quer zur Laufrichtung der Kette durch den Boden bewegt werden und damit ein gleichmäßiger Abtrag des Bodenmaterials erreicht wird. Des Weiteren wird das Bodenmaterial durch den seitlichen Versatz der Fräsmeißel in aufeinanderfolgenden Reihen seitlich ausgelenkt, wodurch die Durchmischung des Bodenmaterials mit dem Bodenverfestigungsmittel im Graben verbessert wird.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ändert sich der quer zur Laufrichtung der Fräskette gemessene Abstand, den die in einer Reihe angeordneten Fräsmeißel aufweisen, in Laufrichtung der Fräskette periodisch. Dies bedeutet insbesondere, dass der Abstand der Fräsmeißel in Laufrichtung über mehrere Reihen von Fräsmeißeln entweder stetig abnimmt oder zunimmt. Anschließend wird der Abstand sprungartig verändert, und zwar auf einen maximalen oder einen minimalen Abstand der Fräsmeißel und die stetige Abnahme oder Zunahme des Abstands der Fräsmeißel beginnt erneut. Damit kann durch die umlaufend angetriebene Fräskette trotz Verwendung von stiftartigen Fräsmeißeln eine flächige Fräswirkung über der gesamten Breite der Fräskette bei gleichzeitig guter Durchmischung des Bodenmaterials mit dem Bodenverfestigungsmittel erreicht werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die Fräsmeißel an der Fräskette schräg angeordnet sind, und zwar derart, dass die Längsachse des Fräsmeißels einen spitzen Winkel mit einer Fräskettenmittelachse, die parallel zur Laufrichtung der Fräskette verläuft, einschließt und sich der spitze Winkel in Laufrichtung der Fräskette öffnet. Damit wird erreicht, dass die Fräsmeißel beim Bewegen der Fräskette schräg in den Boden eingetrieben werden und damit ein kraftreduzierter Bodenabtrag möglich ist.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weisen der Fräsmeißel zudem eine Schrägstellung relativ zu einer Ebene, die von einem Werkzeugträger, der den Fräsmeißel trägt, schräg nach außen aufweist, d.h. der Fräsmeißel steht in Fräsrichtung schräg von dem Werkzeugträger ab. Damit wird das Einbringen des Fräsmeißels in den Boden zudem erleichtert, was wiederum den Kraftaufwand zum Bewegen der Kette reduziert.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung als fahrerlos selbstfahrende Maschine ausgebildet. Damit kann die Maschine zumindest zeitweise autonom oder zumindest teilautonom einen Fräsvorgang vornehmen, ohne dass ein menschlicher Maschinenbediener die Vorrichtung steuert. Insbesondere kann die Vorrichtung vorprogrammiert werden, so dass die Fräskette mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit umläuft und die Fahrketten der Vorrichtung mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit angetrieben werden. Es kann eine Fernsteuereinheit vorgesehen sein, mittels der ein menschlicher Bediener die Vorrichtung von einer seitlich neben der Vorrichtung befindlichen Position (d.h. abgesetzt von der Vorrichtung) steuert.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Fahrgestell ein Pendelfahrwerk zum Ausgleich einer Schrägstellung des Fahrzeugaufbaus in einer Richtung quer zur Längsachse des Fahrgestells auf. Das Pendelfahrwerk ist mittels eines Aktors derart ansteuerbar, dass der Fahrzeugaufbau unabhängig von einer seitlichen Schrägstellung des Fahrgestells horizontal ausgerichtet ist. Damit wird erreicht, dass der Fräsarm vertikal oder im Wesentlichen vertikal ausgerichtet bleibt und damit auch ein vertikaler Graben gefräst wird. In anderen Worten wird über das Pendelfahrwerk eine vertikale Ausrichtung des Fräsarms unabhängig von einer möglichen Schrägstellung des Fahrgestells (z.B. eine erste Fahrkette steht höher als die zweite Fahrkette) erreicht.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind eine Sensorik zur Erfassung der Ausrichtung des Fahrzeugaufbaus und eine Steuereinheit vorgesehen. Die Steuereinheit ist dazu konfiguriert, in Abhängigkeit von Sensorinformationen der Sensorik eine Schrägstellung des Fahrzeugaufbaus quer zur Längsachse des Fahrgestells mittels des Pendelfahrwerks auszugleichen. Insbesondere steuert die Steuereinheit abhängig von der Sensorinformation einen Aktor, der mit dem Pendelfahrwerk verbunden ist, derart an, dass eine Schrägstellung des Fahrzeugaufbaus vermieden wird und damit der Fräsarm vertikal oder im Wesentlichen vertikal ausgerichtet bleibt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Fahrzeugaufbau mit dem Fahrgestell drehkranzlos verbunden. Damit kann ein vereinfachter Gesamtaufbau der Vorrichtung vermieden werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der Verbindungsarm zwischen einem ersten Gelenkpunkt, an dem der Verbindungsarm mit dem Fahrzeugaufbau, insbesondere einer am Fahrzeugaufbau vorgesehenen Verschiebeeinrichtung, gekoppelt ist und einem zweiten Gelenkpunkt, an dem der Verbindungsarm mit dem Fräsarm gekoppelt ist, eingliedrig ohne Knickgelenk ausgebildet. Das Einschwenken des Fräsarms in den Boden erfolgt ausschließlich über eine Verschwenkung des Verbindungsarms relativ zum Fahrzeugaufbau am ersten Gelenkpunkt und dem Verschwenken des Fräsarms relativ zum Verbindungsarm am zweiten Gelenkpunkt. Damit kann ein vereinfachter Gesamtaufbau der Vorrichtung erreicht werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weisen die Fräswerkzeuge einen Werkzeugschaft auf, der im Querschnitt rund ausgebildet ist. Die Fräswerkzeuge sind insbesondere als Rundschaftmeißel ausgebildet, d.h. der Werkzeugschaft, mittels dem der Fräßmeißel in einer Werkzeugaufnahme fixierbar ist, weist einen runden Querschnitt auf. Damit kann ein leicherer Austausch der Fräswerkzeuge erreicht werden.
Die Ausdrücke "näherungsweise", "im Wesentlichen" oder "etwa" bedeuten im Sinne der Erfindung Abweichungen vom jeweils exakten Wert um +/- 10%, bevorzugt um +/- 5% und/oder Abweichungen in Form von für die Funktion unbedeutenden Änderungen.
Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand mehrerer Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: beispielhaft eine Vorrichtung zur Bodenverfestigung in einer seitlichen Darstellung;
Fig. 2: beispielhaft ein Ausschnitt einer Fräskette in einer vorderseitigen Darstellung.

Figur 1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Bodenverfestigung in einer Seitendarstellung. Die Vorrichtung 1 umfasst ein Fahrgestell 2, an dem ein Paar von Fahrketten 2.1 vorgesehen sind. Die Fahrketten 2.1 sind ähnlich einem Kettenbagger jeweils mit einem Antrieb gekoppelt, so dass die Vorrichtung 1 mittels der Fahrketten 2.1 bewegt werden kann.
Auf dem Fahrgestell 2 ist oberseitig ein Fahrzeugaufbau 3 vorgesehen. Dieser Fahrzeugaufbau 3 umfasst u.a. ein Antriebsaggregat und Hydraulikeinheiten. Die Verbindung zwischen dem Fahrgestell 2 und dem Fahrzeugaufbau 3 ist vorzugsweise drehkranzlos ausgebildet, d.h. der Fahrzeugaufbau 3 kann nicht um eine vertikale Hochachse relativ zum Fahrgestell 2 verdreht werden, wie dies beispielsweise bei einem Kettenbagger der Fall ist.
Die Vorrichtung 1 umfasst des Weiteren einen Fräsarm 5, an dem eine Fräskette 6 geführt ist. Die Fräskette 6 steht mit einem Fräsantrieb in Wirkverbindung, um die Fräskette 6 umlaufend antreiben zu können.
Der Fräsarm 5 ist über einen Verbindungsarm 4 gelenkig mit dem Fahrzeugaufbau 3 verbunden. Insbesondere ist der Verbindungsarm 4 an einem ersten freien Ende mittels eines ersten Gelenkpunkts G1 gelenkig am Fahrzeugaufbau 3 befestigt. An dem zweiten freien Ende ist der Verbindungsarm 4 vorzugsweise über einen zweiten Gelenkpunkt G2 mit dem Fräsarm 5 verbunden. Damit kann der Fräsarm 5, wie durch den Pfeil in Fig. 1 angedeutet, relativ zum Fahrzeugaufbau 3 verschwenkt werden, so dass der Fräsarm 5 durch die Fräswirkung der bewegten Fräskette 6 einen Graben in den Boden einbringen und damit in den Boden eintauchen kann.
Die Vorrichtung 1 weist eine Zuführeinrichtung 8 auf, mittels der ein Bodenverfestigungsmittel in den Graben, der von dem Fräsarm 5 aufgefräst wird, einbringbar ist. Das Bodenverfestigungsmittel kann beispielsweise eine Zement-Wasser-Mischung sein. Die Zuführeinrichtung 8 weist eine Zuführöffnung auf, die an dem Fräsarm vorgesehen ist und an der das Bodenverfestigungsmittel beim Fräsvorgang austritt. Die Zuführöffnung ist vorzugsweise im Bereich der vorderen Hälfte des Fräsarms 5 vorgesehen, d.h. der Hälfte des Fräsarms 5, an der das freie Ende des Fräsarms liegt, das in den Boden eintaucht.
Zur Bodenverfestigung wird die Fräskette 6 umlaufend angetrieben und der Fräsarm 5 in den Boden eingebracht, so dass die Längsachse des Fräsarms 5 eine vertikale oder im Wesentlichen vertikale Stellung einnimmt. Wie in Figur 1 gezeigt, wird damit die Fräskette 6 derart umlaufend angetrieben, dass die Fräskette 6 auf der dem Fahrzeugaufbau 3 zugewandten Seite des Fräsarms 5 nach unten in den Graben hinein und auf der dem Fahrzeugaufbau 3 abgewandten Seite des Fräsarms 5 nach oben bewegt wird. Durch die Fräswerkzeuge 7, die an der Fräskette 6 vorgesehen sind, wird das Bodenmaterial aufgelockert, verbleibt aber zumindest zum überwiegenden Teil im Graben, der durch den Fräsarm 5 geschaffen wird. Durch die Zuführung des Bodenverfestigungsmittels im Bereich des Fräsarms 5 wird das im Graben befindliche Bodenmaterial mit dem Bodenverfestigungsmittel durchmischt. Nach der Aushärtung wird dadurch eine wandartige Stabilisierung des Bodens erreicht.
Zwischen dem Fahrzeugaufbau 3 und dem Verbindungsarm 4 ist vorzugsweise eine Verschiebeeinrichtung V vorgesehen. Die Verschiebeeinrichtung V ist dazu ausgebildet, den Verbindungsarm 4 und den daran gehaltenen Fräsarm 5 relativ zum Fahrzeugaufbau 3 verschieben zu können. Die Verschiebung erfolgt dabei entlang einer Verschieberichtung, die quer zur Längsachse LAF des Fahrgestells 2 verläuft. In der Fig. 1 würde damit die Verschieberichtung senkrecht zur Bildebene verlaufen. Mittels der Verschiebeeinrichtung V ist es möglich, die Position des Fräsarms 5 relativ zur Position des Fahrgestells 2 zu verändern, d.h. beispielsweise derart, dass der Abstand des Fräsarms 5 zur rechten und linken Fahrkette variierbar ist, und zwar beispielsweise derart, dass der Fräsarm 5 für einen ersten Fräsvorgang zunächst mittig zwischen den Fahrketten 2.1 positioniert wird, für einen zweiten Fräsvorgang näher zur linken Fahrkette 2.1 als zur rechten Fahrkette 2.1 und einen dritten Fräsvorgang näher zur rechten Fahrkette 2.1 als zur linken Fahrkette 2.1. Damit ist es möglich, mehrere nebeneinanderliegende Gräben zu schaffen, ohne dass die gesamte Vorrichtung 1 lateral unterschiedlich positioniert werden muss.
Fig. 2 zeigt einen Teil einer am Fräsarm 5 montierten Fräskette 6 bei einer frontseitigen Sicht auf den Fräsarm 5. Die Laufrichtung LR der Fräskette 6 ist durch den Pfeil angedeutet. Die Fräskette 6 umfasst beispielsweise eine Vielzahl von plattenförmig ausgebildeten Werkzeugträgern 6.1, die lösbar mit einer Fräskettenbasis verbunden sind. Die Verbindung wird vorzugsweise durch Schrauben realisiert, um die Werkzeugträger 6.1 mit den daran befindlichen Fräswerkzeugen 7 bei Bedarf auswechseln zu können.
An den Werkzeugträgern 6.1 ist jeweils eine Gruppe von Fräswerkzeugen 7 angeordnet. Die Fräswerkzeuge 7 sind dabei vorzugsweise in Reihen R1 - R5 an der Fräskette 6 angeordnet, wobei die Reihen R1 - R5 quer, insbesondere senkrecht zu einer Fräskettenmittelachse FMA, die parallel zur Laufrichtung LR der Fräskette 6 verläuft, ausgerichtet sind. In dem Ausführungsbeispiel sind pro Gruppe GR1, GR2 fünf Reihen R1 - R5 vorgesehen. Es versteht sich, dass dies rein beispielhaft ist und je nach Kettenbreite mehr oder weniger Reihen pro Gruppe vorgesehen sein können.
In einer Reihe R1 - R5 von Fräswerkzeugen 7 ist vorzugsweise jeweils ein Paar von Fräswerkzeugen 7 vorgesehen, und zwar vorzugsweise derart, dass ein erstes Fräswerkzeug links neben der Fräskettenmittelachse FMA und ein zweites Fräswerkzeug rechts neben der Fräskettenmittelachse FMA angeordnet sind. Die Fräswerkzeuge 7 einer Fräswerkzeugreihe sind vorzugsweise spiegelsymmetrisch zur Fräskettenmittelachse FMA angeordnet, d.h. ein erstes, links von der Fräskettenmittelachse FMA angeordnetes Fräswerkzeug weist denselben Abstand zur Fräskettenmittelachse FMA auf wie das rechts von der Fräskettenmittelachse FMA angeordnete Fräswerkzeug derselben Reihe R1 - R5 von Fräswerkzeugen.
In Laufrichtung LR der Fräskette 6 gesehen sind die Fräswerkzeuge 7 in Gruppen GR1, GR2 angeordnet, wobei hier lediglich beispielhaft zwei Gruppen GR1, GR2 gezeigt sind. Es versteht sich, dass je nach Länge der Fräskette mehr als zwei Gruppen GR1, GR2 vorgesehen sein können. Jede Gruppe GR1, GR2 umfasst mehrere Werkzeugträger 6.1, an denen jeweils mehrere Fräswerkzeuge 7 vorgesehen sind. Die Werkzeugträger 6.1 innerhalb einer Gruppe GR1, GR2 unterscheiden sich dadurch, dass die Fräswerkzeuge 7, die an den Werkzeugträgern 6.1 vorgesehen sind, jeweils unterschiedliche Abstände zueinander aufweisen, wobei die Abstände senkrecht zur Fräskettenmittelachse FMA gemessen sind. Insbesondere verändert sich der Abstand d der Fräswerkzeuge 7 einer Gruppe GR1, GR2 derart, dass dieser Abstand in Laufrichtung LR der Fräskette 6 nicht konstant ist, sondern entweder zunimmt oder abnimmt.
Über mehrere aufeinanderfolgende Gruppen GR1, GR2 von Fräswerkzeugen 7 hinweg ändert sich der Abstand d der Fräswerkzeuge 7 periodisch, und zwar vorzugsweise derart, dass der Abstand d innerhalb einer Gruppe GR1, GR2 zunächst stetig zu- oder abnimmt und anschließend an dem Übergang zwischen zwei Gruppen GR1, GR2 sich sprunghaft ändert, und zwar entweder sprunghaft ansteigt oder sprunghaft abnimmt und damit die Fräswerkzeuge am Beginn der zweiten Gruppe GR2 den gleichen oder im Wesentlichen gleichen Abstand d zueinander aufweisen wie am Beginn der ersten Gruppe GR1.
Die Fräswerkzeuge 7 sind erfindungsgemäß Fräsmeißel. Die Fräsmeißel sind stiftartig ausgebildet, die sich freiendseitig verjüngen und vorzugsweise eine abgerundete Spitze aufweisen. Es versteht sich aber, dass die Fräsmeißel auch eine andere freiendseitige Form aufweisen können, beispielsweise eine abgeflachte Form. Insbesondere sind die Fräswerkzeuge 7 Rundschaftmeißel. Die Verwendung von derartigen Fräswerkzeugen, die keine winklig ausgebildete Werkzeugkontur aufweisen, ermöglicht eine Auflockerung des Bodens mit geringerem Kraftaufwand bei gleichzeitig guter Durchmischung des Bodenmaterials mit dem Bodenverfestigungsmittel.
Die Fräswerkzeuge 7 sind vorzugsweise schräg an der Fräskette 6 angeordnet und zwar derart, dass zwischen der Längsachse LAM des Fräswerkzeugs 7 und der Fräskettenmittelachse FMA ein spitzer Winkel α eingeschlossen wird, der sich in Laufrichtung LR der Fräskette 6 öffnet. Vorzugsweise sind die Fräswerkzeuge 7, die in einer senkrecht zur Fräskettenmittelachse FMA verlaufenden Reihe R1 - R5 an der Fräskette 6 vorgesehen sind, spiegelsymmetrisch bezogen auf die Fräskettenmittelachse FMA angeordnet, d.h. der Winkel α, den das linke Fräswerkzeug 7 einer Reihe R1 - R5 mit der Fräskettenmittelachse FMA einschließt, ist gleich groß aber umgekehrt orientiert zu dem Winkel, den das rechte Fräswerkzeug 7 einer Reihe R1 - R5 mit der Fräskettenmittelachse FMA einschließt. Dadurch stehen die Fräswerkzeuge 7 winklig nach außen ab und bewirken damit einen vorteilhafte Auflockerung des Bodens bei geringem Kraftaufwand.
Vorzugsweise stehen die Fräswerkzeuge 7 auch in einem Winkel schräg nach oben in Laufrichtung LR der Fräskette 6 von den plattenförmigen Werkzeugträgern 6.1 ab, wie dies in Fig. 2 mit dem Winkel β angedeutet ist, so dass die Fräswerkzeuge 7 mit deren freien Enden in den Boden eingebracht werden können und beim Bewegen der Fräskette 6 den Boden abtragen und dabei auflockern.
Die Vorrichtung 1 ist vorzugsweise als fahrerlos selbstfahrende Maschine ausgebildet, d.h. die Maschine kann sich mit einer voreingestellten Geschwindigkeit autonom oder zumindest teilautonom vorwärtsbewegen und durch den in den Boden eingebrachten Fräsarm 5 dabei einen Graben auffräsen und eine Bodenverfestigung im Bereich des Grabens vornehmen.
Vorzugsweise weist die Vorrichtung ein Pendelfahrwerk auf. Das Pendelfahrwerk dient zum Ausgleich von Seitenneigungen, d.h. einem Höhenunterschied zwischen der linken und rechten Fahrkette 2.1. Das Pendelfahrwerk ist mit einem Aktor gekoppelt, der den Fahrzeugaufbau 3 relativ zum Fahrgestell 2 derart verschwenkt, dass trotz einer Querneigung des Fahrgestells 2 der Fahrzeugaufbau 3 horizontal oder im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist. Dadurch kann eine Schrägstellung des Fräsarms 5 bei Bodenunebenheiten zwischen der linken und rechten Fahrkette 2.1 verhindert werden.
Um automatisch und unabhängig von einem Höhenunterschied zwischen der linken und rechten Fahrkette 2.1 den Fahrzeugaufbau 3 in einer horizontalen Stellung zu halten, weist die Vorrichtung 1 vorzugsweise eine Steuereinheit auf, die dazu konfiguriert ist, einen zwischen dem Fahrzeugaufbau 3 und dem Fahrgestell 2 wirkenden Aktor derart anzusteuern, dass der Fahrzeugaufbau 3 horizontal oder im Wesentlichen horizontal ausgerichtet bleibt. Die Steuereinheit ist vorzugsweise mit einer Sensorik gekoppelt, die dazu ausgebildet ist, eine Querneigung des Fahrzeugaufbau 3 in einer Richtung quer zur Längsachse LAF des Fahrgestells 2 zu erfassen und den Aktor derart anzusteuern, dass der Fahrzeugaufbau 3 horizontal oder im Wesentlichen Horizontal ausgerichtet bleibt.
Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der durch die Patentansprüche definierte Schutzbereich verlassen wird.

Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Fahrgestell
2.1: Fahrkette
3: Fahrzeugaufbau
4: Verbindungsarm
5: Fräsarm
6: Fräskette
6.1: Werkzeugträger
7: Fräswerkzeug
8: Zuführeinrichtung

α: Winkel
β: Winkel
d: Abstand
FMA: Fräskettenmittelachse
G1: erster Gelenkpunkt
G2: zweiter Gelenkpunkt
LAF: Längsachse Fahrgestell
LAM: Längsachse des Fräswerkzeugs
LR: Laufrichtung der Fräskette
R1 - R5: Reihe
V: Verschiebeeinrichtung

Claims

Vorrichtung zur Bodenverfestigung umfassend ein Fahrgestell (2), einen Fahrzeugaufbau (3) und einen mittels eines Verbindungsarms (4) mit dem Fahrzeugaufbau (3) verbundenen Fräsarm (5), wobei der Verbindungsarm (4) in einer Richtung quer zur Längsachse (LAF) des Fahrgestells (2) translatorisch verschiebbar am Fahrzeugaufbau (3) gehalten ist, wobei der Fräsarm (5) eine Fräskette (6) aufweist, an der eine Vielzahl von Fräswerkzeugen (7) vorgesehen sind und wobei eine Zuführeinrichtung (8) für ein Bodenverfestigungsmittel vorgesehen ist, die eine Auslassöffnung im Bereich des Fräsarms (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Fräswerkzeuge (7) durch stiftförmig ausgebildete Fräsmeißel gebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fräswerkzeuge (7) zumindest teilweise in Reihen (R1 - R5) angeordnet sind, die quer zur Laufrichtung (LR) der Fräskette (6) verlaufen.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Reihe (R1 - R5) ein Paar von stiftförmig ausgebildeten Fräsmeißeln seitlich nebeneinander angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der quer zur Laufrichtung (LR) der Fräskette (6) gemessene Abstand (d) der Fräsmeißel einer Fräsmeißelreihe (R1 - R5) zwischen in Laufrichtung (LR) aufeinanderfolgenden Reihen (R1 - R5) variiert.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich der quer zur Laufrichtung (LR) der Fräskette (6) gemessene Abstand (d), den die in einer Reihe (R1 - R5) angeordneten Fräsmeißel aufweisen, in Laufrichtung (LR) der Fräskette (6) periodisch ändert.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fräsmeißel an der Fräskette (6) schräg angeordnet sind, und zwar derart, dass die Längsachse (LAM) des Fräsmeißels einen spitzen Winkel (α) mit einer Fräskettenmittelachse (FMA), die parallel zur Laufrichtung (LR) der Fräskette (6) verläuft, einschließt und sich der spitze Winkel (α) in Laufrichtung (LR) der Fräskette (6) öffnet.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Fräsmeißel zudem eine Schrägstellung relativ zu einer Ebene, die von einem Werkzeugträger (6.1), der den Fräsmeißel trägt, schräg nach außen aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) als fahrerlos selbstfahrende Maschine ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrgestell (2) ein Pendelfahrwerk zum Ausgleich einer Schrägstellung des Fahrzeugaufbaus (3) in einer Richtung quer zur Längsachse (LAF) des Fahrgestells (2) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sensorik zur Erfassung der Ausrichtung des Fahrzeugaufbaus (3) und eine Steuereinheit vorgesehen sind, wobei die Steuereinheit dazu konfiguriert ist, in Abhängigkeit von Sensorinformationen der Sensorik eine Schrägstellung des Fahrzeugaufbaus (3) quer zur Längsachse (LAF) des Fahrgestells (2) mittels des Pendelfahrwerks auszugleichen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrzeugaufbau (3) mit dem Fahrgestell (2) drehkranzlos verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsarm (4) zwischen einem ersten Gelenkpunkt (G1), an dem der Verbindungsarm (4) mit dem Fahrzeugaufbau (3) gekoppelt ist und einem zweiten Gelenkpunkt (G2), an dem der Verbindungsarm (4) mit dem Fräsarm (5) gekoppelt ist, eingliedrig ohne Knickgelenk ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fräswerkzeuge (7) einen Schaft aufweist, der im Querschnitt rund ausgebildet ist.