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Die Erfindung betrifft eine Fräswalze sowie eine Materialleiteinrichtung für eine Fräswalze und eine Verschleißplatte für eine solche Materialleiteinrichtung.
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Gattungsgemäße Fräswalzen werden bei Baumaschinen zur Bodenuntergrundbearbeitung, speziell bei Bodenfräsmaschinen, insbesondere bei Straßenfräsen, Stabilisierern, Recyclern und/oder Surface-Minern, eingesetzt. Solche Baumaschinen sind für eine Straßenfräse beispielsweise aus der
DE 10 2001 014 529 A1 , für einen Stabilisierer/Recycler beispielsweise aus der
EP 2 423 384 A2 und für einen Surface-Miner beispielsweise aus der
EP 2 236 745 A2 bekannt, die hiermit in Bezug genommen werden. Insofern betrifft die Erfindung somit auch eine solche Baumaschine mit einer erfindungsgemäßen Fräswalze. Typische Einsatzgebiete sind demnach der Straßen- und Wegebau sowie der Abbau von Bodenschätzen. Im Arbeitsbetrieb taucht die Fräswalze rotierend in den Bodenuntergrund ein und fräst dabei Bodenuntergrundmaterial zu Durchmischungszwecken und/oder zum Abtransport auf. Typischerweise umfasst eine gattungsgemäße Fräswalze ein sich entlang einer Rotationsachse erstreckendes hohlzylindrisches Tragrohr mit einer Außenmantelfläche. Die Rotationsachse verläuft dabei in der Horizontalebene und quer zur Arbeitsrichtung der Bodenfräsmaschine. Auf der Außenmantelfläche des Tragrohrs ist eine Vielzahl von Fräseinrichtungen angeordnet. Bei den Fräseinrichtungen handelt es sich allgemein um die Arbeitseinrichtung, über die die Fräsarbeiten der rotierenden Fräswalze durchgeführt werden bzw. die für den Fräsvorgang verantwortlich sind. Eine solche Fräseinrichtung umfasst beispielsweise einen Fräsmeißel, insbesondere einen Rundschaftmeißel, und eine entsprechende Halteeinrichtung, beispielsweise umfassend ein Basisteil und einen Wechselhalter, die an dem Tragrohr gelagert ist. Eine solche Fräseinrichtung ist beispielsweise in den Patentanmeldungen
DE 10 2010 044 649 A1 ,
DE 10 2010 051 048 A1 und
DE 10 2010 013 983 A1 der Anmelderin beschrieben, die hiermit ausdrücklich hinsichtlich des Aufbaus und der Wirkweise einer solchen Fräseinrichtung in Bezug genommen werden. Üblicherweise sind die Fräseinrichtungen anhand eines speziellen Musters auf der Außenmantelfläche des Tragrohrs verteilt angeordnet. Dieses Muster umfasst beispielsweise beim Typ Straßenfräsen und Surface-Miner eine zumindest teilweise wendelartige Anordnung, um einen Transport des Fräsguts in Axialrichtung der Rotationsachse der Fräswalze während des Arbeitsbetriebes zu ermöglichen, wie es beispielsweise in der
DE 10 2011 009 092 A1 angegeben ist. Ein solcher Transport des Fräsguts in Axialrichtung ist beispielsweise deswegen erwünscht, um das Fräsgut zu einer Auswurföffnung eines Fräswalzenkastens hin transportieren zu können. Dazu können beispielsweise Seitenwände der Fräseinrichtungen, insbesondere der Halteeinrichtungen, genutzt werden. Es ist ferner bekannt, eine gattungsgemäße Fräswalze mit wenigstens einer separat und örtlich losgelöst zu einer Fräseinrichtung ausgebildeten Materialleiteinrichtung auszustatten, die speziell zum Leiten von Fräsgut im Arbeitsbetrieb ausgebildet ist. Dabei kann es sich beispielsweise um sogenannte Auswerfer handeln, die einen Materialtransport in Umlaufrichtung der Fräswalze bewirken und somit in der Art von Schaufeln insbesondere Fräsgut aus dem Fräsraum in Umlaufrichtung der Fräswalze hin zu einer Auswurföffnung transportieren sollen. Ein solcher Auswerfer ist beispielsweise in der
DE 10 2011 009 092 A1 offenbart, die hiermit ebenfalls in Bezug genommen wird. Die Umlaufrichtung der Fräswalze bezeichnet dabei die Rotationsrichtung der Fräswalze im Arbeitsbetrieb um die Rotationsachse.
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Im praktischen Einsatz solcher Fräswalzen hat sich allerdings herausgestellt, dass, insbesondere bei großen Linienabständen der einzelnen Fräseinrichtungen und/oder bei großen Werkzeugabständen innerhalb einer Anordnungswendel, besonders die Fräseinrichtungen selbst und dabei speziell die Halteeinrichtungen der Fräswerkzeuge erheblichem Verschleiß unterliegen. Dadurch bedingt ist nach bereits vergleichsweise kurzen Betriebsintervallen ein Austausch der Fräseinrichtungen erforderlich, um einen einwandfreien Betrieb der Fräswalzen zu ermöglichen. Der Linienabstand der Fräseinrichtungen bezeichnet dabei den Abstand der Spitzen der Fräswerkzeuge zweier in Umlaufrichtung der Fräswalze hintereinander positionierten Fräseinrichtungen in Axialrichtung der Rotationsachse der Fräswalze beziehungsweise den Versatz zweier in Umlaufrichtung aufeinander folgender Fräseinrichtungen in Axialrichtung der Rotationsachse der Fräswalze. Große Linienabstände der Fräseinrichtungen werden somit insbesondere dann erhalten, wenn die Fräswalze mit vergleichsweise wenig Fräseinrichtungen bestückt ist und/oder die Anordnungswendel der Fräseinrichtungen eine vergleichsweise hohe Steigung aufweist. Der Werkzeugabstand bezieht sich dagegen auf den Abstand, beispielsweise der Spitzen oder der gleicher Fußpunkte, der Fräswerkzeuge zweier in Umlaufrichtung der Fräswalze innerhalb einer Anordnungswendel hintereinander positionierten Fräseinrichtungen in Axialrichtung der Rotationsachse der Fräswalze beziehungsweise den Versatz zweier in Umlaufrichtung innerhalb einer gemeinsamen Anordnungswendel aufeinander folgender Fräseinrichtungen in Axialrichtung der Rotationsachse der Fräswalze.
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Im Stand der Technik ist es nun bekannt, diesen Verschleißerscheinungen mit zusätzlichen Aufpanzerungen an Teilen der Fräseinrichtungen, wie insbesondere an Wechselhaltern und Grundhaltern, entgegenzuwirken sowie vergleichsweise aufwändige zusätzliche Schneckenwendeln zu integrieren. Diese Maßnahmen sind aufwendig und vergleichsweise kostenintensiv, da beispielsweise die vergleichsweise kostenintensiven Aufpanzerungen im Regelfall jährlich erneuert werden müssen.
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Die Aufgabe der Erfindung liegt nun darin, eine gattungsgemäße Fräswalze anzugeben, die einen vergleichsweise sparsamen Betrieb mit insbesondere verminderten Verschleißerscheinungen an den Fräseinrichtungen und gleichzeitig eine zuverlässige Leitung des Fräsgutmaterials in Axialrichtung der Fräswalze ermöglicht.
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Die Lösung der Aufgabe gelingt mit einer Fräswalze, einer Materialleiteinrichtung für eine solche Fräswalze sowie einer Verschleißplatte für eine solche Materialeinrichtung gemäß einem der unabhängigen Ansprüche. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Der wesentliche Grundgedanke der Erfindung liegt darin, dass wenigstens eine Materialleiteinrichtung vorhanden ist, die unabhängig von den Fräseinrichtungen eine Materialleitfunktion des Fräsgutes in Axialrichtung der Fräswalze im Arbeitsbetrieb übernimmt. Im einfachsten Fall weist die Materialleiteinrichtung wenigstens eine Leitplatte auf, die im Arbeitsbetrieb einen zumindest teilweisen Materialtransport in Axialrichtung der Fräswalze bewirkt. Die Leitplatte ist dasjenige Element der Materialleiteinrichtung, das im Wesentlichen eine Leitfunktion für das Fräsgut im Arbeitsbetrieb der Fräswalze übernimmt. Im Rotationsbetrieb der Fräswalze prallt das Fräsgut an einer Außenfläche der erfindungsgemäßen Leitplatte ab und wird von dieser wenigstens teilsweise in Axialrichtung der Rotationsachse der Fräswalze umgelenkt. Die Leitplatte kann dabei im einfachsten Fall ein flaches, plattenförmiges Element sein, das mit seiner Außenoberfläche in Materialleitrichtung schräg zu einer Ebene senkrecht zur Rotationsachse angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist die Materialleiteinrichtung in Umlaufrichtung der Fräswalze bzw. in Rotationsrichtung der Fräswalze um die Rotationsachse dabei konkret insbesondere zwischen zwei, insbesondere zueinander in Axialrichtung der Rotationsachse, versetzt angeordneten Fräseinrichtungen in der Weise angeordnet, dass sie im Arbeitsbetrieb Fräsgut zumindest teilweise in Axialrichtung der Rotationsachse bzw. in Versatzrichtung der in Umlaufrichtung hinteren Materialleiteinrichtung im Vergleich zur in Umlaufrichtung vorderen Materialeinrichtung umlenkt. Die Materialleiteinrichtung leitet mit anderen Worten somit das Fräsgut in Axialrichtung der Fräswalze von der in Umlaufrichtung in Bezug auf die Materialleiteinrichtung vorderen Fräseinrichtung zur in Umlaufrichtung in Bezug auf die Materialleiteinrichtung hinteren Fräseinrichtung. Die Materialleiteinrichtung liefert somit einen Ausgleich des Versatzfreiraums zwischen den beiden in Umlaufrichtung hintereinander angeordneten Fräseinrichtungen, so dass der Materialstrom des Fräsgutes zwischen diesen beiden Fräseinrichtungen, insbesondere in Axialrichtung der Rotationsachse der Fräswalze, im Wesentlichen durch die Materialleiteinrichtung und nicht durch die Fräseinrichtungen selbst geführt wird. Damit ist die Materialbelastung der Fräseinrichtungen wesentlich gemindert und entsprechende Verschleißerscheinungen an den Fräseinrichtungen werden abgeschwächt. Die Leitfläche der Materialleiteinrichtung ist dabei optimalerweise so groß beschaffen, dass sie in axialer Breite wenigstens nahezu dem Werkzeugabstand in Axialrichtung der Rotationsachse zweier in Umlaufrichtung innerhalb einer Anordnungswendel hintereinander angeordneter Fräswerkzeuge entspricht.
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Zur Gewährleistung der erfindungsgemäßen, in Erstreckungsrichtung der Rotationsachse gerichteten, Leitwirkung der Materialleiteinrichtungen sind diese gemeinsam mit mehreren Fräseinrichtungen in wenigstens einem Werkzeugverbund angeordnet, der seinerseits in einer Wendel angeordnet ist. Die Materialleiteinrichtung leitet erfindungsgemäß somit das Fräsgut von einer vorderen Fräseinrichtung innerhalb einer Wendel in Richtung auf eine in Umlaufrichtung hintere Fräseinrichtung dieser Wendel.
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Der Begriff „Wendel” oder „Anordnungswendel” bezeichnet hierbei eine wendelartige, schraubenförmige bzw. helikale Struktur, die sich um wenigstens einen Abschnitt des Außenmantels des Tragrohrs der Fräswalze windet. Hierbei ist unter „Abschnitt” zumindest ein zylindrisches Teilsegment entlang der Rotationsachse der Fräswalze zu verstehen. Bei der Wendel handelt es sich somit um eine schraubenförmige Struktur, die sich wenigstens abschnittsweise an der Außenmantelfläche des Tragrohrs in Richtung der Rotationsachse um dieses herum windet. Auf dieser Wendel sind die Materialleiteinrichtungen und die Fräseinrichtungen alternierend, mit Versatz in Richtung der Rotationsachse, in Umlaufrichtung hintereinander angeordnet. Eine Wendel besitzt eine Verlaufsrichtung, die mathematisch betrachtet der Steigung der Wendel entspricht.
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Ein Werkzeugverbund, wie in den vorhergehenden Absätzen in Bezug genommen, besteht dabei aus mindestens zwei Fräseinrichtungen sowie mindestens einer Materialleiteinrichtung, und ist innerhalb einer Wendel angeordnet. Unter Werkzeugverbund ist hier eine gemeinsame Anordnung zu verstehen, so dass die dem Werkzeugverbund angehörigen Fräs- und Materialleiteinrichtungen eine Wirkungseinheit bilden. Innerhalb eines Werkzeugverbundes ist jeweils eine Materialleiteinrichtung insbesondere so angeordnet, dass, in Verlaufsrichtung der Wendel betrachtet, eine Fräseinrichtung vor und eine Fräseinrichtung hinter der Materialleiteinrichtung angeordnet ist, und dabei die Materialleiteinrichtung insbesondere zumindest teilweise formschlüssig zu beiden Fräseinrichtungen angeordnet ist, wobei der Formschluss insbesondere durch jeweils am nächsten an der Außenmantelfläche des Tragrohrs angeordneten Teile der Materialleiteinrichtung und die Fräseinrichtungen hergestellt wird, beispielsweise durch die Grundplatte einer Materialleiteinrichtung und das Podest einer Fräseinrichtung. Eine einzelne Fräseinrichtung kann innerhalb einer Wendel mehreren Werkzeugverbünden angehören, wenn diese in Verlaufsrichtung der Wendel direkt hintereinander angeordnet sind.
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Grundsätzlich ist es möglich, die Leitplatte der Materialleiteinrichtung unmittelbar mit der Oberfläche des Tragrohrs der Fräswalze zu verbinden, beispielsweise mittels Schweißverbindung. Vorzugsweise umfasst die Materialleiteinrichtung allerdings eine Grundplatte und eine Leitplatte, wobei letztere, insbesondere unmittelbar, an der Grundplatte befestigt ist und gegenüber der Grundplatte aufragt. Bei der Grundplatte handelt es sich um das zur Außenmantelfläche des Tragrohrs gewandte Element der Materialleiteinrichtung, was insbesondere auch unmittelbar auf der Außenmantelfläche befestigt sein kann. Die Grundplatte dient somit einerseits der Befestigung der Materialleiteinrichtung als auch andererseits letztendlich der direkten oder indirekten Halterung der nachstehend noch weiter beschriebenen Leitplatte.
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Grundsätzlich kann die Materialleiteinrichtung als einstückiges Bauteil ausgebildet sein, bei dem, im Falle eines mehrteiligen Aufbaus, die einzelnen Bauteile fest miteinander verbunden sind. Es hat sich allerdings als vorteilhaft erwiesen, wenn die Leitplatte eine an der Grundplatte austauschbar angeordnete Verschleißplatte ist. Da die Leitplatte einer erheblichen Materialbeanspruchung durch das Fräsgut unterliegt, treten insbesondere an diesem Element erhöhte Verschleißerscheinungen auf, so dass es von Vorteil ist, wenn dieses Element regelmäßig und möglichst einfach ausgetauscht werden kann. Dazu ist es beispielsweise möglich, die Leitplatte in Form einer Verschleißplatte an der Grundplatte per Kraftschluss und/oder Formschluss oder sogar auch stoffschlüssig zu befestigen. Eine Verschleißplatte zeichnet sich dabei insbesondere dadurch aus, dass sie, insbesondere selektiv, austauschbar an der übrigen Materialleiteinrichtung gelagert ist. Bei Erreichen eines bestimmten Verschleißgrades der Leitplatte kann die entsprechende Verbindung der Materialleiteinrichtung zur Verschleißplatte gelöst werden und diese somit separat zur übrigen Materialleiteinrichtung ausgetauscht werden, ohne dass eine vollständige Demontage der Materialleiteinrichtung erforderlich ist. Die Verschleißplatte kann dabei insbesondere auch als ein zu einer Achse symmetrisches und insbesondere zu drei zueinander senkrechten Achsen jeweils symmetrisches Element ausgebildet sein. Auf diese Weise kann die Verschleißplatte bei nur partieller Abnutzung beispielsweise um eine der Symmetrieachsen gedreht werden, um auf diese Weise auch weniger beanspruchte Bereiche in den Fokus der Abnutzung zu rücken.
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Um den Austausch der Verschleißplatte möglichst effizient zu gestalten, umfasst die Materialleiteinrichtung vorzugsweise eine an der Grundplatte angeordnete Halteeinrichtung, die zur, insbesondere lösbaren, Halterung der Verschleißplatte ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform ist die Leit- beziehungsweise Verschleißplatte somit nicht direkt an der Grundplatte angeordnet, sondern indirekt über eine entsprechende Halteeinrichtung. Wesentlich für die Halteeinrichtung ist, dass sie Mittel aufweist, über die die Verschleißplatte an ihr befestigt werden kann. Solche Mittel können ganz besonders beispielsweise geeignete Klemm- und/oder Schraubverbindungen etc. sein, so dass die Verbindung im Wesentlichen form- und/oder kraftschlüssig, insbesondere reibschlüssig, aufrecht erhalten wird.
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In einer bevorzugten konkreten Ausbildung der Halteeinrichtung umfasst diese einen von der Grundplatte vom Tragrohr weg aufragenden Lagerarm, an dem die Verschleißplatte angeordnet ist. Der Lagerarm ist somit einerseits, insbesondere direkt und fest, mit der Grundplatte verbunden. Der Lagerarm umfasst ferner eine Verbindungsseite, die zur lösbaren Aufnahme der Verschleißplatte, insbesondere über eine Schraubverbindung, ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform weist die Halteeinrichtung somit die drei wesentlichen Grundelemente ”Grundplatte”, ”Verschleißplatte” auf, wobei die Grundplatte und der Lagerarm eine fest zusammenhängende Einheit bilden, an der die Verschleißplatte austauschbar gelagert ist. Der Lagerarm steht dabei insbesondere senkrecht von der Grundplatte auf und verläuft in Bezug auf das Tragrohr ferner vorzugsweise im Wesentlichen in Radialrichtung zur Rotationsachse der Fräswalze.
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Die Vorteile der erfindungsgemäßen Materialleiteinrichtung treten insbesondere im Verbund mit den vorstehend bereits angeführten Fräseinrichtungen hervor, so dass von der Erfindung insbesondere auch ein solcher nachstehend noch weiter beschriebener Werkzeugverbund mit umfasst ist. Dazu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Fräswalze einen oder mehrere Werkzeugverbünde, insbesondere aus einer Anzahl N Materialleiteinrichtungen und einer Anzahl N + 1 Fräseinrichtungen, umfasst, die insgesamt in Zusammenwirken mit den einzelnen Elementen einen effizienten Fräsguttransport in Axialrichtung der Rotationsachse der Fräswalze ermöglichen. Ein solcher erfindungsgemäßer Werkzeugverbund ist in einer Wendel angeordnet und umfasst, wie vorstehend bereits erwähnt, wenigstens zwei in Umlaufrichtung der Fräswalze zueinander hintereinander beabstandet und in Axialrichtung zueinander versetzt angeordnete Fräseinrichtungen und wenigstens eine Materialleiteinrichtung, wobei die Materialleiteinrichtung in Umlaufrichtung der Fräswalze zwischen den beiden Fräseinrichtungen angeordnet ist, und wobei die Materialleiteinrichtung eine Materialleitfläche, insbesondere als Teil der Leitplatte, aufweist, die zumindest teilweise in Versatzrichtung verläuft. In Umlaufrichtung der Fräswalze verläuft die Materialleitfläche der Leitplatte somit in der Weise, dass sie der Versatzrichtung der beiden Fräseinrichtungen nachempfunden ist und eine Art Leitrampe für das Fräsgut in Versatzrichtung darstellt. Der Werkzeugverbund zeichnet sich somit dadurch aus, dass sich innerhalb einer Anordnungswendel in Umlaufrichtung der Fräswalze gesehen an eine Fräseinrichtung zunächst eine Materialleiteinrichtung anschließt und diese wiederum von einer Fräseinrichtung gefolgt wird. Ingesamt sind bei diesem Werkzeugverbund die Materialleiteinrichtungen und die Fräseinrichtungen somit alternierend beziehungsweise in Umlaufrichtung einander abwechselnd innerhalb einer Wendel angeordnet, wobei zu Beginn des Werkzeugverbundes jeweils eine Fräseinrichtung vorgesehen ist. Die Materialleiteinrichtung dient dabei als Ausgleichelement für den Versatz der in Umlaufrichtung der Fräswalze hintereinander angeordneten Fräseinrichtungen innerhalb einer Anordnungswendel und erleichtert eine Führung des Fräsgutes über diesen Versatz in Axialrichtung der Fräswalze hinweg. Die dazu vorhandene Materialleitfläche ist somit diejenige Fläche der Leitplatte, an der das Fräsgut im Arbeitsbetrieb entlang gleitet. Dadurch, dass diese Materialleitfläche zumindest teilweise in Versatzrichtung verläuft, wird der Axialversatz der in Umlaufrichtung ineinander angeordneten Fräseinrichtungen somit zumindest teilweise überbrückt. Dadurch trifft das Fräsgut im Rotationsbetrieb der Fräswalze nicht mehr frontal auf die jeweils nachfolgende und in Axialrichtung versetzte Fräseinrichtung sondern wird durch die Materialleiteinrichtung zumindest teilweise seitlich an der nachfolgenden Fräseinrichtung vorbei dirigiert.
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Im Arbeitsbetrieb der Fräswalze sind die Materialleiteinrichtungen erheblichen Belastungen, insbesondere auch durch das an die Materialleiteinrichtung andrückende Fräsgut, ausgesetzt. Um eine optimierte Kraftableitung zu gewährleisten, ist die Materialleiteinrichtung, insbesondere mit ihrer Grundplatte, in Bezug auf die Umlaufrichtung der Fräswalze vorzugsweise wenigstens an der hinteren Fräseinrichtung anliegend angeordnet. Im Arbeitsbetrieb wird die Materialleiteinrichtung damit teilweise, beispielsweise mit ihrer Grundplatte, entgegen der Umlaufrichtung der Fräswalze an die hinter ihr angeordnete Fräseinrichtung gedrückt, so dass eine teilweise Kraftableitung über die Befestigungseinrichtungen der Fräseinrichtung möglich ist. Dazu kann es beispielsweise auch vorgesehen sein, dass die Materialleiteinrichtung stoffschlüssig zumindest mit der in Umlaufrichtung hinter ihr angeordneten Fräseinrichtung verbunden ist. Ergänzend ist es zudem auch möglich, die Materialleiteinrichtung in der Weise an der Fräswalze anzuordnen, dass die Materialleiteinrichtung, beispielsweise mit ihrer Grundplatte, ergänzend auch an der in Umlaufrichtung vor ihr auf dem Tragrohr der Fräswalze angeordneten Fräseinrichtung anliegt und insbesondere auch mit dieser stoffflüssig verbunden ist. Konkret kommen zur Anlage der Materialleiteinrichtung an der Fräseinrichtung grundsätzlich insbesondere die der Materialleiteinrichtung zugewandten Bereiche mit Ausnahme des Arbeitsbereiches der Spitze des Fräswerkzeugs in Frage. Als ideal hat sich allerdings eine Anlage zumindest der Grundplatte an jeweils dem Fußbereich der Fräseinrichtung, beispielsweise einem Podest und/oder Basisteil, der hinteren Fräseinrichtung als bevorzugt erwiesen. Bei dem Podest handelt es sich um ein üblicherweise auf der Außenmantelfläche des Tragrohrs aufgeschweißtes Tragteil der weiteren Elemente der Fräseinrichtung, auf dem beispielsweise eine Halteeinrichtung für ein Fräswerkzeug und/oder ein Wechselhalter eines Fräswerkzeugs angeordnet ist.
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Idealerweise weist die Grundplatte der Materialleiteinrichtung eine parallelogrammförmige Grundfläche auf. Diese lässt sich optimal in eine wendelartige Gesamtstruktur von Materialleiteinrichtungen und Fräseinrichtungen integrieren. Die Grundplatte ist dabei idealerweise in der Weise ausgebildet, dass sie mit den Langseiten des Parallelogramms parallel zur Rotationsachse und mit den Kurzseiten des Parallelogramms im Wesentlichen in Umlaufrichtung der Fräswalze angeordnet ist, wobei letztere in Versatzrichtung der hinteren Fräseinrichtung zur vorderen Fräseinrichtung gekippt sind und somit der Versatzrichtung entgegen der Umlaufrichtung der Fräswalze folgen.
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Ergänzend oder alternativ umfasst die Materialleiteinrichtung bevorzugt ferner eine Abstützeinrichtung zur Abstützung der Materialleiteinrichtung an einer Fräseinrichtung bei einer Belastung im Arbeitsbetrieb. Die Abstützeinrichtung stellt somit ein, insbesondere gegenüber der Grundplatte, zusätzliches Element der Materialleiteinrichtung dar, über dass die im Arbeitsbetrieb auftretenden und durch das vorbei gleitende Fräsgut an der Materialleiteinrichtung hervorgerufenen Kräfte von dieser teilweise abgeleitet werden können. Wesentliches Kriterium der Abstützeinrichtung ist somit zunächst ihre Eigenschaft, die Kraftableitung zu weiteren Elementen der Fräswalze hin zu ermöglichen. Idealerweise handelt es sich bei der Abstützeinrichtung beispielsweise um einen Stützsteg, der von der Grundplatte aufragt und in Umlaufrichtung der Fräswalze hinter der Leitplatte angeordnet ist. Der Stützsteg stabilisiert die Leitplatte somit direkt oder indirekt in Umlaufrichtung gesehen von hinten und nimmt somit einen Teil der über das Fräsgut in die Leitplatte eingeleiteten Kräfte auf und leitet diese beispielsweise in die Grundplatte und/oder ein entgegen der Umlaufrichtung dahinter liegendes Element ab.
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Der Stützsteg ist dabei dann besonders effizient, wenn er einen Abstützanschlag zur Anlage an einer Fräseinrichtung, insbesondere beispielsweise einem Podest und/oder Basisteil und/oder Wechselhalter einer Fräseinrichtung, aufweist. Bei der Fräseinrichtung, an der der Abstützanschlag zur Anlage gelangt, handelt es sich dabei um die in Umlaufrichtung hinter der Materialleiteinrichtung angeordnete Fräseinrichtung, gegen die die Materialleiteinrichtung im Arbeitsbetrieb somit durch das Fräsgut belastet wird. Diese Anordnung hat insofern den Vorteil, als dass der Abstützanschlag beispielsweise in Bezug zur Grundplatte der Materialleiteinrichtung idealerweise oberhalb dieser Grundplatte angeordnet ist und damit eine verbesserte Kraftableitung in die nachgeordnete Fräseinrichtung entgegen der Umlaufrichtung der Fräswalze ermöglicht. Der Abstützanschlag ist dabei bevorzugt wenigstens teilweise komplementär zum Anlagebereich an der Fräseinrichtung ausgebildet um eine möglichst flächige Anlage zwischen diesen beiden Elementen zu ermöglichen. Diese Anlagefläche verläuft weiter bevorzugt quer zur Umlaufrichtung der Fräswalze.
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Idealerweise sind der Stützsteg und zumindest eine Außenfläche der Leitplatte in einem Winkel zueinander angeordnet, insbesondere im Bereich zwischen 190° bis 250° und ganz speziell in einem Winkel im Bereich zwischen 230° und 240° bezogen auf die in Versatzrichtung außen liegenden Seiten dieser Elemente. Der Winkel bestimmt sich dabei in einer Ebene jeweils senkrecht zur Außenfläche des Stützsteges und zur Außenfläche der Leitplatte und bezeichnet konkret den Winkel in dieser Ebene, in dem die Außenseiten des Stützsteges und der Leitplatte der Materialleiteinrichtung liegen. Dabei ist der Stützsteg idealerweise mit einer Fläche parallel zur Umlaufrichtung der Fräswalze ausgebildet und die Leitplatte entsprechend schräg dazu angeordnet.
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Es versteht sich von selbst, dass die Materialleiteinrichtung die Fräseinrichtungen in Radialrichtung zur Rotationsachse der Fräswalze nicht überragt, um den Eingriff der Fräseinrichtungen zum Fräsbetrieb in den Bodenuntergrund nicht zu behindern. Es hat sich nun allerdings als ideal erwiesen, wenn die maximale Höhe der Fräseinrichtung in Radialrichtung von der Außenmantelfläche des Tragrohrs aus um den Faktor 1,1 bis 2 größer ist als die maximale Höhe der Materialleiteinrichtung in Radialrichtung. Dadurch ist einerseits sichergestellt, dass die Fräseinrichtung von der Materialleiteinrichtung ungehindert in den Bodenuntergrund eingreifen kann. Andererseits ermöglicht eine derartige Ausbildung der Materialleiteinrichtung in diesem Bereich eine zuverlässige Materialleitung des Fräsgutes und damit eine effiziente Verschleißreduktion an der nachfolgenden Fräseinrichtung.
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Die vorteilhaften Effekte der Erfindung treten dann besonders deutlich hervor, wenn die Materialführung entlang der in Umlaufrichtung der Fräswalze aufeinander folgenden Fräseinrichtungen und Materialleiteinrichtungen möglichst lückenlos erfolgt. Für den erfindungsgemäßen Werkzeugverbund ist es somit vorteilhaft, wenn die Fräseinrichtungen und die Materialleiteinrichtungen in ihrer Gesamtheit eine möglichst lückenlose Materialleitwendel formen, die zum Materialtransport des Fräsgutes in Axialrichtung der Fräswalze ausgebildet ist. Die Formgebung des Fräseinrichtungen und der Materialleiteinrichtungen erfolgt somit bevorzugt in der Weise, dass sie in Versatzrichtung in ihrer Gesamtheit eine möglichst lückenlose Leitwand bilden, wobei dies insbesondere den Fußbereich der Fräseinrichtungen und der Materialleiteinrichtungen zutrifft. Insgesamt ist somit speziell der Fußbereich des Werkzeugverbundes als in seiner Gesamtheit durchgängiges und insbesondere in Form einer Wendel auf dem Tragrohr angeordnetes Materialleitelement ausgebildet.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung liegt in einer Materialleiteinrichtung für eine Fräswalze gemäß den vorstehenden Ausführungen. Solche Materialleiteinrichtungen können mit bekannten Fräseinrichtungen kombiniert und, auf einem entsprechenden Tragrohr montiert, zu den vorstehend genannten erfindungsgemäßen Fräswalzen führen. Idealerweise umfasst die Materialleiteinrichtung dabei wenigstens eine als Verschleißplatte ausgebildete Leitplatte, die bevorzugt austauschbar an einer entsprechenden Halteeinrichtung der Materialleiteinrichtung gelagert ist. Zur erfindungsgemäßen Ausbildung der Materialleiteinrichtung wird entsprechend auf die vorstehenden Ausführungen Bezug genommen.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung liegt schließlich auch in einer Verschleißplatte für eine Materialleiteinrichtung, wie sie vorstehend beschrieben worden ist, wobei die vorstehenden Ausführungen hiermit in Bezug genommen werden. Die Verschleißplatte kann insbesondere als im Wesentlichen planes Element zur direkten oder indirekten Installation an einer Grundplatte einer vorstehend dargelegten Materialleiteinrichtung ausgebildet sein. Die Verschleißplatte kann ferner Teile einer Halteeinrichtung aufweisen, insbesondere wenigstens eine Durchgangsausnehmung zur Aufnahme einer Befestigungsschraube. Die Verschleißplatte kann ferner Maßnahmen zum Erhalt einer erhöhten Härte unterworfen sein, wie beispielsweise speziellen Härtungsverfahren und/oder speziellen Legierungen. Es kann ferner erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Verschleißplatte Verschleißindikatoren aufweist, die einen Rückschluss auf den Verschleißgrad zulassen bzw. anzeigen, wann ein Auswechseln der Verschleißplatte erforderlich ist. Dazu können beispielsweise an den verschleißintensiven Bereichen, wie beispielsweise den Seitenwänden der Verschleißplatte, entsprechende Verschleißnuten oder ähnliche Einrichtungen vorhanden sein. Ferner kann die Verschleißplatte ergänzend oder alternativ Positionierhilfen aufweisen, die eine schnelle und exakte Positionierung der Verschleißplatte an der Halteeinrichtung der Materialleiteinrichtung ermöglichen. Solche Positionierhilfen können beispielsweise entsprechende Kanten oder ähnliche Strukturen sein, denen eine entsprechend komplementäre Passform an der Halteeinrichtung zugeordnet ist.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand des in den Figuren angegebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen schematisch:
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1 eine Straßenkompaktfräse in Seitenansicht;
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2 eine Fräswalze in perspektivischer Rückansicht;
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3a einen Werkzeugverbund aus 2 in Seitenansicht;
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3b den Werkzeugverbund aus 3a in Draufsicht;
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4a eine Ausschnittsvergrößerung eines Bereichs des Werkzeugverbundes aus 3a in Seitenansicht;
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4b eine Bodenansicht auf den Werkzeugverbund aus 4a;
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5a eine perspektivische Schrägansicht auf eine Materialleiteinrichtung von schräg hinten;
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5b eine perspektivische Schrägansicht auf die Materialleiteinrichtung aus 5b in Seitenansicht; und
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5c eine perspektivische Schrägansicht auf eine Verschleißplatte.
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Gleiche Bauteile sind in den Figuren sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen angegeben, wobei nicht jedes sich wiederholende Bauteil separat mit Bezugszeichen in jeder Figur bezeichnet ist.
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1 betrifft zunächst eine gattungsgemäße Bodenfräsmaschine, in der eine nachstehend noch näher beschriebene erfindungsgemäße Fräswalze 3, die in 1 stark schematisiert angegeben ist, zum Einsatz kommt. Konkret handelt es sich um eine Straßenfräse 1, die in ihrem Heckbereich einen Fräswalzenkasten 2 aufweist, in dessen Innenraum eine in 1 nicht sichtbare Fräswalze 3 angeordnet ist. Dieser rotiert im Arbeitsbetrieb um eine Rotationsachse R, die in der Horizontalebene und quer zur Arbeitsrichtung A verläuft. Im Arbeitsbetrieb fährt die Straßenfräse 1 über den zu bearbeitenden Bodenuntergrund, in den die rotierende Fräswalze mit einer Frästiefe eintaucht und Bodenuntergrundmaterial, beispielsweise zum Abtragen einer Straßendeckschicht, abfräst.
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Einzelheiten zum Aufbau der Fräswalze 3 ergeben sich zunächst aus der 2. Wesentliche Elemente der Fräswalze 3 sind ein hohlzylindrisches Tragrohr 4, eine Vielzahl von Fräseinrichtungen 5, eine Vielzahl von Materialleiteinrichtungen 6 sowie Auswerfer 7. Im Arbeitsbetrieb rotiert die Fräswalze 3 um die Rotationsachse R in Umlaufrichtung U. Die Fräseinrichtungen 5 und die Materialleiteinrichtungen 6 sind außerhalb des stirnseitigen Randbereichs des Tragrohrs 4 in Form von die Außenmantelfläche 8 des Tragrohrs 4 umlaufenden Wendeln W angeordnet, wobei die Wendeln W zu den Auswerfern 7 hin verlaufen. In 2 sind die Wendeln W im Fußbereich der Fräseinrichtungen 5 und der Materialleiteinrichtungen 6 gestrichelt angedeutet. Die Fräseinrichtungen 5 und die Materialleiteinrichtungen 6 sind entlang dieser Wendeln W in Umlaufrichtung U alternierend bzw. einander abwechselnd angeordnet, so dass auf der Außenmantelfläche 8 der Fräswalze 3 die Wendeln W von links und von rechts aufeinander zu zum Bereich der Auswerfer 7 laufen. Im Arbeitsbetrieb wird durch die gewendelte Anordnung der Fräseinrichtungen 5 und der Materialleiteinrichtungen 6 somit ein Transport des Fräsgutes entlang der Rotationsachse R in Pfeilrichtungen d zum Bereich der Auswerfer 7 auf dem Tragrohr 4 herbeigeführt. Weitere Einzelheiten zum Aufbau der Fräseinrichtungen 5 und der Materialleiteinrichtungen 6 ergeben sich aus den weiteren Figuren, auf die nachstehend insgesamt Bezug genommen wird.
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Die 3a und 3b geben konkret die Gruppe A der Fräseinrichtungen 5 und der Materialleiteinrichtungen 6 aus 2 wieder, die in ihrer Gesamtheit einen Werkzeugverbund 17 bilden. 3a verdeutlicht zunächst die einander abwechselnde Reihenfolge von Fräseinrichtungen 5 und Materialleiteinrichtungen 6. In Umlaufrichtung U der Fräswalze folgt auf eine Materialleiteinrichtung 6 jeweils eine Fräseinrichtung 5.
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Wesentliche Elemente der Fräseinrichtung 5 sind beim konkreten Ausführungsbeispiel ein Podest 9, ein Basisteil 10, ein Wechselhalter 11 und ein Rundschaftmeißel 12. Das Podest 9 ist fest an der Außenmantelfläche des Tragrohrs 4, beispielsweise über Schweißverbindungen, angeordnet. Das Basisteil 10 ist auf das Podest 9 aufgesetzt und mit diesem verbunden und nimmt den Wechselhalter 11 auf, der wiederum der Lagerung des Rundschaftmeißels 12 dient. Aus der Draufsicht aus 3d ergibt sich, dass die einzelnen Fräseinrichtungen 5 entlang der Rotationsachse R um die Strecke Δs versetzt angeordnet sind, die sich aus den Werkzeugabständen der Meißelspitzen der Rundschaftmeißel 12 ergibt. Eine Linie gibt dabei die Bewegungsbahn der Meißelspitze der Fräseinrichtung bei umlaufender Fräswalze wieder. Je nach Steigung der Wendeln W variiert der Werkzeugabstand Δs bei den jeweiligen Ausführungsformen der Fräswalze 3.
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Zwischen den einzelnen Fräseinrichtungen 5 ist in Umlaufrichtung U der Fräswalze 3 jeweils eine Materialleiteinrichtung 6 angeordnet, deren wesentliche Elemente eine Grundplatte 13, eine als Verschleißplatte 14 ausgebildete Leitplatte, eine als Lagerarm ausgebildete Halteplatte 15 und ein Abstützsteg 16 sind. Die Grundplatte 13 ist im Wesentlichen flach ausgebildet und auf der Außenmantelfläche 8 des Tragrohrs 4 gelagert und, je nach Ausführungsform, an dieses angeschweißt. Bezogen auf die Rotationsachse R steht die Halteplatte 15 In Radialrichtung von der Grundplatte 13 zur Außenseite der Fräswalze 3 nach außen vor und ragt von dieser auf. Insbesondere 3b verdeutlicht dabei, dass die Halteplatte 15 mit der darauf entgegen der Umlaufrichtung frontal aufgesetzten Verschleißplatte 14 in Versatzrichtung V der Fräseinrichtungen 5 gedreht ist, so dass eine schräge Materialleitfläche durch die Außenseite der Verschleißplatte 14 zur Leitung des Fräsgutes in Versatzrichtung V erhalten wird. Diese Wirkung ist in 3b mit den gestrichelten Pfeilen c verdeutlicht, die den Materialfluss des Fräsgutes entlang des Werkzeugverbundes 17 bei sich drehender Fräswalze 3 näher veranschaulichen und insbesondere die Materialleitung in Versatzrichtung V hervorheben (Versatz der in Umlaufrichtung U hintereinander angeordneten Fräseinrichtungen 5 in Axialrichtung der Rotationsachse). Im Arbeitsbetrieb der Fräswalze 3 gleitet das Fräsgut somit in Versatzrichtung V an der Außenfläche der Verschleißplatte 14 zwischen zwei Fräseinrichtungen 5 entlang und wird somit durch die Materialleiteinrichtung 6 in Versatzrichtung zur Seite der jeweils nachfolgenden Fräseinrichtung 5 umgelenkt. Diese Außenfläche wirkt somit als Materialleitfläche M. Bezogen auf eine Ebene quer zur Rotationsachse R steht die Außenfläche der Verschleißplatte 14 somit in einem Drehwinkel α von ca. 50°. Durch diese Materialumlenkung des Fräsgutes im Arbeitsbetrieb wird somit vermieden, dass das Fräsgut ausschließlich von den Fräseinrichtungen 5, insbesondere dem Basisteil 10, entsprechend in Axialrichtung umgelenkt wird, so dass dort auftretende Verschleißerscheinungen vermindert werden.
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Wesentlich für die einwandfreie Funktionsweise der Materialleiteinrichtungen 6 ist beim konkreten Ausführungsbeispiel ferner der in Umlaufrichtung U hinter der Halteplatte 15 angeordnete Abstützsteg 16, an dem die Halteplatte 15 teilweise in unmittelbarer Anlage ist. Treten Druckkräfte des Fräsgutes entgegen der Umlaufrichtung U an der Verschleißplatte 15 auf, werden diese über die hinter der Verschleißplatte 14 angeordnete Halteplatte 15 an den Abstützsteg 16 teilweise weitergeleitet. Der Abstützsteg ist bezüglich seiner Breite im Wesentlichen in Umlaufrichtung U ausgerichtet und verläuft somit mit seiner Breite parallel zur Umlaufrichtung U. Der direkt an der Grundplatte 13 befestigte Abstützsteg 16 weist in seinem in Umlaufrichtung U hinteren Bereich einen Abstützanschlag 18 auf, mit dem er, wie insbesondere in 4a weiter verdeutlicht, im Fußbereich des Basisteils 10 der in Umlaufrichtung U nachfolgenden Fräseinrichtung 5 direkt anliegt. Dadurch wird eine mittelbare Abstützung der Verschleißplatte 14 an der Fräseinrichtung 5 und im konkreten Ausführungsbeispiel am Basisteil 10 erreicht, wodurch eine nicht unerhebliche Kraftableitung durch das Fräsgut auftretender Andrückkräfte der Verschleißplatte 15 der Materialleiteinrichtung über die Fräseinrichtung 5 gelingt.
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Die 4a und 4b, die den mit B in 3a bezeichneten Ausschnitt des Werkzeugverbundes 17 aus 3a darstellen, verdeutlichen ferner, dass auch die Grundplatte 13 in und entgegen der Umlaufrichtung U an die jeweils benachbarten Fräseinrichtungen 5, konkret an den Fußbereichen des jeweiligen Podestes 9, anliegt. Auch dadurch stützt sich die Materialleiteinrichtung 6 konkret mit ihrer Grundplatte 13 an der in Umlaufrichtung U hinter ihr angeordneten Fräseinrichtung 5 ab. Um die Rundung des Tragrohrs 4 auszugleichen, sind die Kontaktflächen 19a und 19b der Grundplatte 13 in Radialrichtung verlaufend ausgebildet, so dass die zur Außenmantelfläche 8 des Tragrohrs 4 vorhandene Grundfläche der Grundplatte 13 in Umlaufrichtung U schmaler ist als die in Radialrichtung nach außen gewandte Oberseite der Grundplatte 13. Dadurch wird ein formschlüssiger Anschluss der Grundplatte 13 in und entgegen der Umlaufrichtung U zu der vorderen und der hinteren Fräseinrichtung 5 erhalten, wodurch die Positionsstabilität der Materialleiteinrichtung 6 ebenfalls stabilisiert wird.
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Die Grundplatte 13 ist ferner im Wesentlichen parallelogrammartig ausgebildet, wobei die Längsseiten die Kontaktflächen 19a und 19b bilden und die Schmalseiten dieses Parallelogramms entgegen der Umlaufrichtung U in Versatzrichtung V gekippt sind.
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Die in Versatzrichtung V gerichtete Außenfläche des Abstützsteges 16 und die Außenfläche der Verschleißplatte 14 verlaufen ferner im Winkel β von ca. 235°. Dieser Winkel bestimmt sich dabei in einer Ebene senkrecht zu diesen beiden Außenflächen.
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Weitere Einzelheiten zum Aufbau der Materialleiteinrichtung 6 ergeben sich schließlich aus den 5a bis 5c, die eine der Materialleiteinrichtungen 6 aus den vorhergehenden Figuren im Detail wiedergeben. Danach ist die Verschleißplatte 14 über zwei in Radialrichtung zueinander beabstandete Schraubverbindungen 20 an der Halteplatte 15 befestigt, wobei die Schraubverbindungen jeweils eine Flachrundschraube 21 und eine Mutter 22 umfassen. Zur konkreten Befestigung sind in der Verschleißplatte 14 zwei Durchgangsöffnungen 23 vorhanden, durch die hindurch von der Außenseite der Verschleißplatte 14 kommend die Flachrundschrauben 21 geführt sind. Komplementär zu den Durchgangsöffnungen 23 sind auch in der Halteplatte 15 entsprechende Durchgangsöffnungen (in den Figuren nicht dargestellt) vorhanden, so dass die Flachrundschrauben 21 durch die Verschleißplatte 14 und die Halteplatte 15 geführt werden können und auf der Rückseite der Halteplatte 15 durch die Muttern 22 angezogen werden können. Die Verschleißplatte 14 ist als ein im Wesentlichen flaches, quaderförmiges Plattenelement ausgebildet und steht insbesondere in der Höhe mit dem Versatz ΔH über die Halteplatte 15 in Radialrichtung vor, wodurch Verschleißerscheinungen an der Halteplatte 15 vermindert werden können.
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Insbesondere 4a verdeutlicht ferner, dass die Höhe H1 der Fräseinrichtungen 5 (in Radialrichtung zur Rotationsachse R zur Außenmantelfläche 8 des Tragrohrs 4 hin) im Vergleich zur Höhe H2 der Materialleiteinrichtung 6 (bezogen auf den Abstand des oberen Endes der Verschleißplatte 14 in Radialrichtung zur Außenmantelfläche 8 des Tragrohrs 4 hin) größer ist, so dass die Fräseinrichtungen 5 zumindest mit dem Spitzenbereich des Rundschaftmeißels 12 über die Materialleiteinrichtungen 6 vorstehen, so dass ein hinderungsfreier Eingriff in den Bodenuntergrund durch die Fräseinrichtungen 5 gewährleistet ist. Da die Materialleiteinrichtungen 6 keine Fräsfunktionen sondern alleine Materialleitfunktionen, insbesondere in Axialrichtung der Fräswalze 3, erfüllen, ist dadurch ein effizienter Fräsbetrieb der Fräswalze 3 möglich.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102001014529 A1 [0002]
- EP 2423384 A2 [0002]
- EP 2236745 A2 [0002]
- DE 102010044649 A1 [0002]
- DE 102010051048 A1 [0002]
- DE 102010013983 A1 [0002]
- DE 102011009092 A1 [0002, 0002]
