EP2122069B1

EP2122069B1 - Terrain-bearbeitungsmaschine

Info

Publication number: EP2122069B1
Application number: EP08700013A
Authority: EP
Inventors: Herbert Staubli
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-02-14
Filing date: 2008-01-03
Publication date: 2012-06-06
Anticipated expiration: 2028-01-03
Also published as: WO2008098383A1; US20100083543A1; EP2122069A1; US7937857B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine mit einem Antrieb und mit Fortbewegungsorganen (21) ausgerüstete Terrain-Bearbeitungsmaschine (11). Ihre Fortbewegungsorgane (21) dienen unter anderem dazu, eine Tragstruktur (23) in Abstand zur Stellebene der Maschine zu tragen, an welcher Tragstruktur (23) im Bereich einer Zentralachse (Z) ein Schrämwerkzeug (25) mit wenigstens einer transversen Schrämwalze (13) zur Bearbeitung eines Untergrunds, auf dem die Terrain-Bearbeitungsmaschine steht, angeordnet ist. Die Schrämwalze (13) um ist ihre Walzenachse (V) rotierbar. Diese Walzenachse (V) ist um eine Lenkachse (W) verschwenkbar, welche Lenkachse (W) in Richtung der Zentralachse (Z) in Abstand zu den Fortbewegungsorganen (21) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Terrain-Bearbeitungsmaschine mit einem walzenförmigen, transversen Schrämwerkzeug. Solche Maschinen sind bekannt zur Nivellierung des Trasses im Strassenbau, den Abbruch von Gebäuden und Anlagen, den Aushub von Gräben und Gruben, den Abtrag von Wurzelgebilden und Felsformationen, sowie für den Felsabbau im Tunnelbau und den Materialabbau in Minen, z.B. Gips-, Kohle- oder Salzminen. Die Achse des Schrämwerkzeugs ist bei den Maschinen für den Trassebau in der Höhe verstellbar, jedoch unverschwenkbar, in einem mit Raupenantrieb versehenen Fahrzeug eingebaut.
Aus der US-Patentschrift Nr. 6,725,579 ist eine Aushubmaschine bekannt, die als Raupenfahrzeug konzipiert ist, an dem ein in Fahrtrichtung hinten angeordneter Aushubarm angeordnet ist. Dieser ist unterteilt in einen ersten, fahrzeugnahen Bereich und einen zweiten, fahrzeugfemen Bereich. Der erste Bereich ist um eine Horizontalachse in der Höhe verschwenkbar. Der zweite Bereich umfasst ein Schrämwerkzeug, das in bekannter Weise einen Kettenantrieb und beidseitig an diesem Kettenantrieb eine Schrämwalze hat. Der zweite Bereich des Aushubarms ist gegenüber dem ersten Bereich des Aushubarms um eine in Armrichtung gerichtete Achse um einige Grad verschwenkbar. Dies ermöglicht, die Anpassung der Querneigung des bearbeiteten Untergrundes.
Aus der DE 28 16 723 ist eine selbstfahrende Fräsmaschine für den Untertage-Bergbau bekannt mit einem über einen Drehstuhl des Fahrgestells höhen- und seitenverschwenkbar gelagerten Schneidarm. Bei der genannten Fräsmaschine ist der Schneidarm mit seinem Drehstuhl an einem Grundrahmen gelagert, welcher an der Kopfseite des mit einem Räderfahrwerk versehenen Fahrgestells hubbeweglich angeordnet ist.
Bei den meisten übrigen Maschinen, welches ebenfalls schwere Geräte mit Raupenantrieb sind, ist das walzenförmige Schrämwerkzeug an einem Arm befestigt, welcher Arm um eine horizontale Achse verschwenkbar ist, um die Arbeitshöhe des Schrämwerkzeugs zu definieren. Der Arm ist oft auch um eine vertikale Achse verschwenkbar, um den Arbeitsbereich in der Breite, also quer zur Fahrtrichtung der Maschine, auszudehnen. Solche Maschinen sind insbesondere im Tunnelbau zweckmässig, da sie die Möglichkeit bieten, das Tunnelprofil sowohl in der Höhe als auch in der Breite auf die geplanten Dimensionen auszuweiten.
Unter transversen Schrämwerkzeugen werden Schrämwerkzeuge verstanden, die eine quer zur Schrämrichtung verlaufende Rotationsachse haben. Ihr Vortrieb in Richtung der Rotationsachse ist lediglich beschränkt möglich, nämlich solange die Schrämtiefe etwa dem Abstand der Schrämmeisselspitzen von der Walzenoberfläche, auf der sie befestigt sind, entspricht. In aller Regel sind transverse Schrämwalzen durch zwei neben einander auf einer gemeinsamen Walzenachse liegende, walzenartige, mit Schrämmeisseln bestückte Schrämkörper gebildet, zwischen denen der Antrieb und die Aufhängung angeordnet ist.
Solche Schrämwerkzeuge können auch an einem Baggerarm befestigt werden. Sie können dort dem jeweiligen Bedürfnis entsprechend in zwei zueinander senkrecht stehenden Richtungen montiert werden. Die Walzenachse steht daher senkrecht zu einer Vertikaleben durch den Baggerarm, oder aber parallel zu dieser Ebene.
Aus den beiden Offenlegungsschriften DE 2411244 und DE 2 264 710 sind Maschinen zum Abfräsen von Strassendecke bekannt. Diese Maschinen besitzen ein Fahrwerk mit Antriebsmotor und eine über eine Kardanwelle angetriebene Fräswalze. Die Fräsewalze ist im Betrieb breiter als das Fahrgestell. Für den reinen Fahrbetrieb der Maschine ist die Fräswalze vom Antrieb lösbar und zusammen mit einem Gestell um 90 Grad in eine Ruhestellung schwenkbar, in der sich die gesamte Fräswalze innerhalb der äusseren Längsbegrenzungslinien der Maschine befindet. Es wird dadurch erreicht, dass sich die auf den Nutzungsgrad günstig auswirkende Überbreite der Fräswalze beim Transport nicht störend bemerkbar macht.
Für den Wegebau in schlecht zugänglichem Gebiet sind die bekannten Maschinen nicht geeignet. Sie sind zu gross und zu wenig flexibel. Wege, z.B. Wanderwege, folgen engen Kurven, denen diese bekannten Maschinen kaum folgen können, und weisen eine Breite von 1 m bis 1,5 m auf, so dass mit solchen Maschinen, die eine Trasse von wenigstens etwa 2 Metern verlangen, nicht darauf gefahren werden kann.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Terrain-Bearbeitungsmaschine zu schaffen, mit der auch Wanderwege und dergleichen gebaut werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch eine Terrain-Bearbeitungsmaschine gemäss Anspruch 1.
In bekannter Weise ist die erfindungsgemässe Terrain-Bearbeitungsmaschine mit einem Antrieb und mit Fortbewegungsorganen ausgerüstet. Diese Fortbewegungsorgane dienen dazu, die Terrain-Bearbeitungsmaschine entlang einer Zentralachse der Terrairi-Bearbeitungsmaschine fortzubewegen, bzw. die Lage dieser Zentralachse bezüglich den Himmelsrichtungen zu schwenken, um die Maschine in die gewünschte Richtung fortzubewegen. Sie definieren wenigstens teilweise eine Stellebene der Terrain-Bearbeitungsmaschine und tragen eine Tragstruktur in Abstand zu dieser Stellebene. An der Tragstruktur ist im Bereich der Zentralachse ein Schrämwerkzeug mit wenigstens einer transversen bzw. in transverser Lage anordenbaren Schrämwalze angeordnet. Das Schrämwerkzeug kann und soll zur Bearbeitung eines Untergrunds eingesetzt werden, auf dem die Terrain-Bearbeitungsmaschine steht. Die Schrämwalze weist auf ihrem Walzenumfang auf die Rotationsrichtung der Schrämwalze ausgerichtete Schrämmeissel auf und ist zum Schrämen durch einen Antrieb in Rotationsrichtung um ihre Walzenachse rotierbar.
Bei einer solchen Maschine ist erfindungsgemäss die Walzenachse der angetriebenen Schrämwalze um eine Lenkachse verschwenkbar ausgebildet. Daher ist die Schrämwalze in jeder Rotationslage der Walzenachse bezüglich der Lenkachse antreibbar. Unter Lenkachse wird eine Achse verstanden, die es erlaubt, die Walzenachse z.B. aus einer horizontalen und senkrecht zur Zentralachse gerichteten Lage auszulenken in eine in einem Winkel zur Zentralachse gerichtet Lage. Damit die Schrämwalze auch in ausgelenktem Zustand im Bereich des zu bearbeitenden Untergrunds liegt und diesen bearbeiten kann, ist die Lenkachse in Richtung der Zentralachse in Abstand zu den Fortbewegungsorganen angeordnet. Je grösser dieser Abstand zu den Fortbewegungsorganen ist, desto grösser ist der mögliche Schwenkwinkel der Schrämwalze, innerhalb welchem die Schrämwalze nicht neben eine Fahrspur der Maschine gerät. Entspricht der Abstand zwischen Fortbewegungsorganen und Lenkachse wenigstens der halben Breite der Schrämwalze, wie es erfindungsgemäss vorgesehen ist, so kann diese bis um 90 Grad nach links und nach rechts ausgelenkt werden, ohne neben die Fahrspur gelangen zu müssen. Bei einem Abstand zwischen der Lenkachse und der Walzenachse von halber Spurbreite, liegt der Arbeitsbereich der Schrämwalze immer innerhalb der Fahrspurbreite. Der Arbeitsbereich, definiert durch die Abstände zwischen Lenkachse und Fortbewegungsorganen einerseits und zwischen Lenkachse und Walzenachse andererseits, soll vorteilhaft erlauben, die angetriebene Walze innerhalb der Fahrspur um 360 Grad zu drehen. Dadurch kann die Walze den Untergrund im Bereich der Fahrspur in jeder gewünschten Richtung bearbeiten. Weiterhin schneidet die Lenkachse die Walzenachse oder sie ist in einem Abstand zur Walzenachse angeordnet, der maximal 3/ 5 der Breite der Terrain-Bearbeitungsmaschine entspricht.
Zweckmässigerweise ist das Schrämwerkzeug derart an der Tragstruktur angeordnet, dass die Schrämwalze über der Stellebene so angeordnet werden kann, dass ihr Walzenumfang die Stellebene berührt. In dieser Stellung soll die Lenkachse der Schrämwalze 0 bis maximal 45 Grad von einer Vertikalen zur Stellebene abweichen. Ist die Lenkachse eine Vertikale zur Stellebene, so kann die Schrämwalze um diese gedreht werden und der Kontaktbereich zwischen dem Umfang der Schrämwalze und dem Untergrund liegt in jeder Drehstellung in der Stellebene. Eine geneigte Lenkachse liegt vorteilhaft auf einer Vertikalebene parallel zur Zentralachse der Maschine. Bei einer geneigten Lenkachse wird beim Auslenken der Walzenachse diese ebenfalls geneigt bezüglich der Stellebene. Daher kann mit einer Schrämwalze mit geneigter Lenkachse sehr leicht ein gewölbtes Querprofil eines Weges geschrämt werden.
Die Neigung der Lenkachse kann von hinten nach vorne abfallend, wie bei einem Fahrrad, oder entgegengesetzt von hinten nach vorne ansteigend ausgebildet sein. Eine bevorzugte Abweichung der Lenkachse von der Vertikalen zur Stellebene liegt zwischen 0 und 30 Grad. Winkel im Bereich bis 15 Grad sind besonders bevorzugt.
Wenn die Lenkachse die Walzenachse schneidet, so ergibt das einen kreisflächigen Arbeitsbereich der Schrämwalze mit den Radius gleich der halben Schrämwalzenbreite. Liegt die Lenkachse jedoch zwischen der Walzenachse und den Fortbewegungsorganen, oder auch gegenüber den Fortbewegungsorganen und in Abstand zur Walzenachse, so ergibt dies einen grösseren, jedoch ringförmigen Arbeitsbereich. Ein vorteilhafter Abstand der Lenkachse zur Walzenachse liegt bei maximal 3/5 der Breite der Terrain-Bearbeitungsmaschine. Damit greift der Arbeitsbereich der um 90 Grad ausgelenkten Schrämwalze nur wenig über die Fahrspur der Maschine hinaus.
In einer einfachen Ausführungsform ist die Maschine mit einer einzigen Schrämwalze ausgerüstet. Weiter Ausführungsformen können aber zwei und mehr Schrämwalzen haben. Diese können zu einem, zwei oder mehreren Schrämwerkzeugen zusammengefasst sein. Eine bevorzugte dieser Ausführungsformen zeichnet sich dadurch aus, dass das Schrämwerkzeug zwei Schrämwalzen umfasst. Die Walzenachsen dieser beiden Schrämwerkzeuge sind um je eine eigene Lenkachse, das heisst um zwei voneinander beabstandete Lenkachsen, zueinander verstellbar. Dies erlaubt, die beiden Schrämwerkzeuge in unterschiedlichen Richtungen auf den Untergrund einwirken zu lassen. Dadurch könnten die durch das Schrämen in der Maschine auftretenden Kräfte teilweise gegen einander gerichtet werden. Weiter kann beispielsweise abgeschrämtes Material mit ausgelenkten und rotierenden Schrämwalzen in einer gewünschten Richtung verschoben werden. Damit lässt sich eine Trasse gestalten.
Bei vorteilhaften Ausführungsbeispielen der Erfindung umfasst das Schrämwerkzeug ein Rahmenteil, das gegenüber der Tragstruktur verschwenkbar ist. Die Lenkachse kann dann zwischen dem Rahmenteil und der Tragstruktur ausgebildet sein. Es kann aber die Lenkachse auch zwischen der Schrämwalze und dem Rahmenteil und zusätzlich eine Schwenkachse zwischen Rahmenteil und Tragstruktur ausgebildet sein. Die Ausrichtung einer solchen Schwenkachse braucht keineswegs parallel zur Lenkachse zu sein.
Vielmehr kann das Rahmenteil um eine Achse parallel zur Zentralachse gegenüber der Tragstruktur verschwenkbar sein, um eine Querneigung des geschrämten Untergrunds zu definieren über eine Neigung der Schrämlinie (oder Walzenachse) zur Stellebene.
Weiter kann das Rahmenteil gegenüber der Tragstruktur um eine im Wesentlichen horizontale Achse verschwenkbar sein, die senkrecht zur Zentralachse steht. Diese im Wesentlichen horizontale Achse kann um die zur Zentralachse parallele Achse verschwenkbar sein. Es kann auch umgekehrt die zur Zentralachse parallele Achse um die erwähnte im Wesentlichen horizontale Achse verschwenkbar sein.
Weiter kann das Rahmenteil gegenüber der Tragstruktur um eine im Wesentlichen vertikale Achse verschwenkbar sein, die senkrecht zur Zentralachse steht. Die Lenkachse fällt dann nicht mit dieser vertikalen Achse zusammen, sondern ist zwischen dem Rahmenteil und der oder jeder Schrämwalze ausgebildet. Weiter kann sie auch zwischen dem Rahmenteil und den Schrämwalzen gemeinsam ausgebildet sein. Dies erlaubt weiter, das Schrämwerkzeug neben der Fahrspur der Maschine anzuordnen, bzw. über die Fahrspur hinausragend anzuordnen, und es erleichtert das Kurvenfahren.
Als Fortbewegungsorgane kommen Raupen, Schreiteinheiten und Räder in Frage. Auch Kombinationen von Rädern und Schreiteinheiten, Kombinationen von Schrämwerkzeugen und Schreiteinheiten, oder andere Kombinationen sind denkbar. Grundsätzlich können auch Schrämwerkzeuge als Fortbewegungsorgane vorgesehen sein. Dies kann insofern geschehen, dass die Maschine auf den Schrämwalzen abgestellt ist, oder aber gar keine anderen Fortbewegungsorgane besitzt. In diesem Fall wird die Schrämwalze unterschiedlich eingesetzt, nämlich teilweise als Fortbewegungsorgan, teilweise als Schrämwerkzeug, teilweise als beides gleichzeitig.
Die Schrämwerkzeuge können in jeglicher Ausführungsform der erfindungsgemässen Maschine als Antriebsorgane eingesetzt und für die Fortbewegung genutzt werden.
Die Fortbewegungsorgane, also Schreiteinheiten, Räder, Raupen oder Schrämwerkzeuge, können gegenüber der Tragstruktur höhenverstellbar ausgebildet sein, um Terrainunebenheiten auszugleichen und um ein angestrebtes Schrämergebnis einfacher zu erreichen.
Für eine koordinierte Ansteuerung der einzelnen Schrämwerkzeuge und Fortbewegungsorgane ist es praktisch unerlässlich, eine Steuereinheit vorzusehen, die diese Koordination computerunterstützt vornimmt. Die Befehle, die die Maschine auszuführen hat, sind dann viel mehr Zielvorgaben, welche die Steuereinheit in die gezielte Ansteuerung der einzelnen Antriebsorgane, Fortbewegungsorgane, Grader und Schrämwerkzeuge umsetzt und mittels Sensoren kontrolliert. Solche Sensoren erfassen z.B. die Ausrichtung der Maschine bezüglich der Himmelsrichtungen, der Horizontalen (Querneigung, Steigung des Untergrunds bzw. der Maschine), Abstand der Schrämwerkzeugen zu Umgebungselementen, Lage der Schrämwerkzeuge, Geschwindigkeit etc.
In einer besonderen Ausbauvariante solcher - oder ähnlicher und von der oben beschriebenen Erfindung abweichender - Terrain-Bearbeitungsmaschinen ist die Maschine mit einem Empfänger für das "Global Positioning System" (GPS) und einem Navigationssystem ausgerüstet. Ersterer kann die Lage der Maschine in Bezug auf absolute Koordinaten feststellen, und zweites die zu durchschreitende Route festlegen, um an einen bestimmten Ort zu gelangen. Dies dient zur planmässigen Ansteuerung der Steuereinheit, so dass die Terrain-Bearbeitungsmaschine einem vorgegebenen, dreidimensional festgelegten Pfad folgen kann und diesen dabei erstellt. Eine solche Terrain-Bearbeitungsmaschine hat mit den bereits beschriebenen gemeinsam, dass sie mit einem Antrieb und mit Fortbewegungsorganen ausgerüstet ist, die Fortbewegungsorgane dazu dienen, die Terrain-Bearbeitungsmaschine entlang einer Zentralachse der Terrain-Bearbeitungsmaschine fortzubewegen, wenigstens teilweise eine Stellebene der Terrain-Bearbeitungsmaschine definieren und eine Tragstruktur in Abstand zu dieser Stellebene tragen. Diese Tragstruktur ist im Bereich der Zentralachse mit einem Schrämwerkzeug ausgerüstet, das wenigstens eine transverse Schrämwalze zur Bearbeitung eines Untergrunds, auf dem die Terrain-Bearbeitungsmaschine steht, umfasst. Diese Schrämwalze hat auf ihrem Walzenumfang auf die Rotationsrichtung der Schrämwalze ausgerichtete Schrämmeissel und ist zum Schrämen durch einen Antrieb in Rotationsrichtung um ihre Walzenachse rotierbar. Gemäss dieser zweiten Erfindung ist die Terrain-Bearbeitungsmaschine mit einer elektronischen Steuerung und einem Navigationssystem (inklusive GPS-Empfänger oder dergleichen) zur planmässigen Ansteuerung der Steuereinheit ausgerüstet, so dass die Terrain-Bearbeitungsmaschine einem vorgegebenen, dreidimensional festgelegten Pfad folgen kann, indem der Antrieb und das wenigstens eine Schrämwerkzeug derart angesteuert werden, dass die Terrainbearbeitungsmaschine automatisch eine elektronisch eingegebene Terrainmodulierung schrämt.
Eine dritte Idee besteht darin, dass bei der Maschine gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 das Schrämwerkzeug zusammen mit den Fortbewegungsorganen die Stellebene definiert. Das heisst, dass das Schrämwerkzeug nicht angehoben werden kann, sondern auf dem Untergrund stehen muss. Bei einer solchen einfachen Maschine definieren die Fortbewegungsorgane lediglich eine Linie, wobei das Schrämwerkzeug in Abstand zu dieser Linie auf dem Untergrund steht.
Wieder ein anderer Ansatz besteht darin, dass die Maschine gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 mit zwei Schrämwalzen ausgerüstet ist, deren Walzenachsen unabhängig von einander ausrichtbar sind.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen genauer erläutert. Es zeigt:

Fig.1 eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung mit einer einzigen Schrämwalze und einem Raupenantrieb.
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels mit einer einzigen Schrämwalze und zwei Rädern.
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels mit zwei unabhängig betätigbaren Schrämwalzen und zwei Rädern.
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines vierten Ausführungsbeispiels mit zwei Schrämwalzen und Raupenantrieb.
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines fünften Ausführungsbeispiels mit sechs unabhängig verstell- und antreibbaren Schrämwalzen.
Fig. 6 eine perspektivische Untersicht unter das fünfte Ausführungsbeispiel.
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht der Tragstruktur und der Rahmenteile der Schrämwerkzeuge des fünften Ausführungsbeispiels mit einer Übersicht über die diversen möglichen Achsen.
Fig. 8 eine Seitenansicht eines sechsten Ausführungsbeispiels mit Rädern und Schreiteinheiten.
Fig. 9 eine perspektivische Ansicht eines siebten Ausführungsbeispiels mit Raupen und hinten und vorne einem Schrämwerkzeug.

Bei den Ausführungsbeispielen gemäss Figuren 3, 5 und 6 sind die Schrämwalze 13 insofern falsch dargestellt, als alle Schrämmeissel 15 auf dieselbe Rotationsrichtung ausgerichtet sein sollten. In diesen Figuren sind jedoch die Schrämmeissel 15 generell zur einen Seite der Walzenaufhängung 17 auf eine Rotation in einer Richtung, auf der anderen Seite der Walzenaufhängung 17 fälschlicherweise auf eine Rotation in der entgegengesetzten Richtung ausgelegt.
Wohl kann diese dargestellte Anordnung der Schrämmeissel 15 gewählt werden, und die Schrämwalzen dann links und rechts der Walzenaufhängung 17 in entgegengesetzte Richtungen angetrieben werden. Dies ist jedoch nicht generell so vorgesehen, sondern viel eher eine normalerweise nicht gewählte Variation der Schrämwalze 13.
Die in den Figuren 1 bis 6 dargestellten Terrain-Bearbeitungsmaschinen 11 haben stückweise einen gleichartigen Aufbau:

Sie stehen mit Fortbewegungsorganen 21 auf einem (nicht dargestellten) Untergrund. Sie haben eine Trägerstruktur 23 (vergleiche Fig. 7), an der Schrämwerkzeuge 25 angeordnet sind, und die durch die Fortbewegungsorgane 21 in Abstand zum Untergrund gehalten ist. Die Schrämwerkzeuge 25 sind mit wenigstens einer transversen Schrämwalze 13 bestückt. Die Trägerstruktur 23 trägt die notwendigen Aggregate 43, Steuerungseinheiten 45 und Motoren 47 als Antrieb 27 für den Betrieb der Maschine 11.

Die Schrämwalzen 13 sind als zwei Walzenkörper links und rechts einer Walzenaufhängung 17 ausgebildet, die um eine gemeinsame Walzenachse V (Fig. 7) rotierbar sind. Die Walzenaufhängung 17 ist um eine Lenkachse W (Fig. 7) rotierbar. Dadurch kann die Schrämwalze 13 bezüglich ihrer Wirkrichtung, bzw. kann ihre senkrecht zur Wirkrichtung stehenden Walzenachse V beliebig ausgerichtet werden.
Es kann ein Motor 47 vorgesehen sein, der die Fortbewegungsorgane über ein Getriebe direkt antreibt und an dem auch ein Stromaggregat oder ein HydraulikAggregat 43 angeschlossen ist. Der Motor kann auch lediglich das Aggregat 43 antreiben, und alle Antriebsorgane und mechanischen Bewegungselemente werden anschliessend über die Hydraulik oder den Strom mit Energie versorgt. Mit dem so produzierten Strom oder dem so erreichten hydraulischen Druck können dann jedenfalls das Schrämwerkzeug 25 und die Schwenkorgane für das Schrämwerkzeug angetrieben werden. Auch die Antriebsräder, Raupen oder Schreiteinheiten können elektrisch oder hydraulisch angetrieben sein.
Entsprechende Teile sind in den Figuren mit den selben Bezugsziffern bezeichnet, auch wenn sie unterschiedlich ausgebildet sind.
Beim Ausführungsbeispiel einer Terrain-Bearbeitungsmaschine 11.1 gemäss Figur 1 sind zwei Raupen 31 als Fortbewegungsorgane 21 vorgesehen. Die Raupen 31 definieren mit ihrer Unterseite eine Stellebene. Sie sind angetrieben durch einen Motor, welcher nicht dargestellt ist. Der Motor 47 und/ oder das Antriebsaggregat 43 und eventuell ein Getriebe, wie auch ein Treibstofftank können im Innern einer Antriebsbox 33 untergebracht sein.
An der Tragstruktur 23 ist ein Rahmenteil 35 angelenkt. Das Rahmenteil 35 ist Teil des Schrämwerkzeugs 25. Im Rahmenteil 35 ist die Walzenaufhängung 17 um eine Lenkachse W drehbar gelagert. Die Walzenachse V ist um 360 Grad um die Lenkachse W drehbar. In der Praxis kann dieser Drehwinkel auch eingeschränkt sein. Das gesamte Schrämwerkzeug 25 kann um die Querachse U verschwenkt werden, um angehoben oder abgesenkt zu werden. Dabei wird auch die Lenkachse W verschwenkt.
Bei dem in Figur 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel einer Terrain-Bearbeitungsmaschine 11.2 ist die Aufhängung des Schrämwerkzeugs aus einer anderen Perspektive gezeichnet. Daher sind weitere Merkmale ersichtlich, die beim ersten Ausführungsbeispiel ebenfalls gegeben sind, aber nicht beschrieben wurden. Die Aufhängung des Schrämwerkzeugs 25 ist um eine Vertikalachse S verschwenkbar. Die dargestellte Reihenfolge der Achsen S und U könnte auch vertauscht sein.
Das Ausführungsbeispiel gemäss Figur 2 unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel durch die Fortbewegungsorgane 21. Hier sind diese durch zwei Räder 41 gebildet. Diese Räder 41 definieren die Stellebene lediglich teilweise. Die Maschine 11.2 muss das Schrämwerkzeug 25 als weiteres Fortbewegungsorgan 21 nutzen und dieses immer in Kontakt mit dem Terrain lassen. Alternativ kann ein Grader vorgesehen sein, wie dies weiter unten dargestellt ist.
Die Verschwenkbarkeit des Schrämwerkzeugs 25 um die Querachse U dient bei diesem Ausführungsbeispiel daher nicht zum Anheben des Schrämwerkzeugs, sondern der Verschwenkung der Lenkachse W. Mit einer Abweichung der Lenkachse W von einer Vertikalen zur Stellebene ergibt sich, dass die Walzenachse V beim Verschwenken um die Lenkachse W relativ zur Stellebene geneigt wird. Daher können so Wege mit gewölbten oder rinnenförmigen Querprofilen geschrämt werden.
Die einzelne Schrämwalze 13 der beiden oben beschriebenen Ausführungsbeispiele ist nicht so breit wie die Fahrspur. Die gesamte Breite der Fahrspur, welche gegeben ist durch den Abstand und die Breite der Raupen 31 oder Räder 41, kann dennoch bearbeitet werden, da das Schrämwerkzeug um die Achse S verschwenkt werden kann. Diese Vertikalachse S ist im Abstand zur Walzenachse V, so dass beim Verschwenken um diese Achse S das gesamte Schrämwerkzeug 25, bzw. die Lenkachse W zur Seite hin verschoben wird. Durch entsprechendes Drehen der Schrämwalze 13 um die Lenkachse W kann die Schrämrichtung dennoch parallel zur Zentralachse Z der Maschine gerichtet werden.
In Figur 3 ist ein drittes Ausführungsbeispiel 11.3 der Erfindung dargestellt. Bei diesem ist der Antrieb mit Motor und Antriebsrädern identisch mit dem zweiten Ausführungsbeispiel 11.2. Auch die selben Freiheiten bezüglich der Bewegbarkeit des Schrämwerkzeugs 25 ist gegeben. Im Unterschied zum zweiten Ausführungsbeispiel 11.2 sind am Rahmenteil 35 jedoch zwei Schrämwalzen 13 angeordnet. Jede dieser Schrämwalzen 13.1,13.2 ist um eine eigene Lenkachse W.1, W.2 verschwenkbar.
Es muss sich vorgestellt werden, dass die Schrämwalzen 13 die Maschine ziehen. In der Stellung gemäss Figur 3 ziehen diesen daher die Maschine um eine Kurve, während dem sie das Terrain bearbeiten. Mit den Antriebsrädern 41 muss daher vor allem gebremst werden. Sie laufen über das durch die Schrämwalze aufgewühlte Material.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel 11.3 ist weiter ein Grader 37 zwischen dem Schrämwerkzeug 25 und dem Fortbewegungsorganen 21 angeordnet. Dank diesem Grader 37 kann die erstellte Wegoberfläche möglichst eben hergestellt werden und leisten die Fortbewegungsorgane 21 auf dem geschrämten Terrain möglichst grossen Widerstand. Zudem kann der Grader 37 selber benutzt werden, um den Widerstand gegen ein Vorwärtsziehen durch die Schrämwalzen 13 zu erhöhen. Grader 37 und Fortbewegungsorgane 21 definieren zusammen die Stellebene der Maschine 11.3, so dass das Schrämwerkzeug 25 vom Terrain abgehoben werden kann.
Solche Grader 37 können auch bei den anderen Ausführungsbeispielen vorgesehen sein. Sie sind zweckmässigerweise in der Höhe, in der Querneigung und im Winkel gegenüber der Zentralachse Z motorisch verstellbar.
Das in Figur 4 dargestellte vierte Ausführungsbeispiel 11.4 besitzt , wie das Ausführungsbeispiel 11.3, zwei Schrämwalzen 13 an einem Rahmenteil 35. Diese Schrämwalzen 13 sind um die jeweilige Lenkachse W auslenkbar, so dass sie gegeneinander oder miteinander, vorwärts oder rückwärts, zur Seite oder zur Mitte hin arbeitend ausgerichtet und eingesetzt werden können. Die Raupen 31 des Ausführungsbeispiels 11.4 bilden die Stellebene, auf der die Maschine steht und erlauben daher, das Schrämwerkzeug 25 mit entsprechenden (nicht dargestellten) Hydraulikzylindern über diese Stellebene anzuheben.
Beim in den Figuren 5 und 6 dargestellten fünften Ausführungsbeispiel 11.5 sind weder Raupen noch Räder vorgesehen. Die Maschine ist mit sechs Schrämwalzen 13.1 bis 13.6 ausgerüstet, welche sowohl zum Schrämen als auch zum Fortbewegen der Maschine dienen können. In Querstellung (Schrämwalzen 13.3, 13.4) können sie zum Verschieben von geschrämtem Material dienen. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind an der Tragstruktur 23 zwei Schrämwalzen 13.3 und 13.4 angeordnet. Vorne und hinten sind an der Tragstruktur je ein Schrämwerkzeug 25.1, 25.2 mit je zwei Schrämwalzen 13.1,13.2,13.5,13.6 angeordnet. Die Schrämwerkzeuge können jeweils um eine Vertikalachse S.1, S.2 gegenüber der Tragstruktur geschwenkt werden. Die Schrämwerkzeuge können auch um je eine Horizontalachse U.1, U.2 verschwenkt werden. Wenigstens eines der Schrämwerkzeuge 25.1 (das vordere) kann auch um eine Achse R parallel zur Zentralachse Z verdreht werden. Jede Schrämwalze 13 kann um eine Lenkachse W.1 bis W.6 verdreht werden.
In Figur 7 sind diese Achsen, die zwischen der Tragstruktur und den Rahmenteilen der Schrämwerkzeuge ausgebildet sind, wie auch die Lenkachsen, die zwischen den Rahmenteilen und den Schrämwalzen ausgebildet sind, in einer Übersicht dargestellt. Da bei der Realisation einer solchen Maschine die Kosten ein wichtiger Faktor sind, kann es sein, dass nicht alle Achsen verwirklicht werden. In einer vereinfachten Ausführung ist das Rahmenteil demnach fest mit dem Tragrahmen verbunden, oder fällt weg, und die Schrämwalze ist um eine Lenkachse drehbar. Ein solches Gerät ist auch einfacher zu handhaben, als solche mit mehreren Schrämwerkzeugen.
Je mehr Schrämwerkzeuge und Schrämwalzen eine solche Terrain-Bearbeitungsmaschine besitzt, umso schwieriger ist die Handhabung der Maschine und umso dringende ist die elektronische, Computer unterstützte Ansteuerung der einzelnen Werkzeuge (Schrämwerkzeuge 25, Grader 37) und Fortbewegungsorgane 21 (Schrämwalzen 13, Raupen 31, Schreiteinheiten 61, Räder 41).
In Figur 8 ist ein sechstes Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem Schreiteinheiten 61 vorhanden sind. Mit den Schreiteinheiten 61 kann die Maschine abgestützt werden. Dadurch kann der Druck, mit dem das Schrämwerkzeug auf den Untergrund gesetzt wird, angepasst werden. Die Schreiteinheiten eignen sich besonders zum Abstützen der Maschine auf einem unbearbeiteten Untergrund. Die Maschine arbeitet sich demnach mit dem Schrämwerkzeug voran und die Räder werden nachgezogen, bzw. stossen die Maschine voran.
Eine erfindungsgemässe Terrain-Bearbeitungsmaschine kann auch lediglich mit Schreiteinheiten ausgerüstet sein. Die Lenkachse W ist bei diesem Gerät insofern in Abstand zu der Schreiteinheit angeordnet, als sowohl der Auflagepunkt der Schreiteinheit auf dem Untergrund als auch der Anlenkpunkt der Schreiteinheit an der Tragstruktur in der Richtung der Zentralachse Z in Abstand zur Lenkachse W liegen. Dadurch ist verwirklicht, dass die Walzenachse V um die Lenkachse W drehbar ist und dass das Schrämwerkzeug eine Breite bearbeiten kann, die der Maschinen-Spurweite entspricht. Die Fortbewegungsorgane benötigen in der Breite nicht mehr Raum als das Schrämwerkzeug bearbeiten kann. Zum Drehen des Schrämwerkzeugs wird etwa der Spurweite entsprechender Raum benötig.
Beispielhaft ist bei diesem Ausführungsbeispiel auch eine Kabine dargestellt. In ähnlicher Art können auch die anderen Ausführungsbeispiele mit einem Fahrersitz und gegebenenfalls mit einer Kabine ausgerüstet sein. Die Terrain-Bearbeitungsmaschinen können aber auch als ferngesteuerte Maschinen konzipiert sein. Sie können sogar als selbsttätig den Weg suchende und den Weg bahnende Maschinen konzipiert sein. Zu diesem Zweck ist eine solche Maschine mit einem GPS und mit programmierbarer, intelligenter Elektronik ausgerüstet.
Das siebente Ausführungsbeispiel gemäss Figur 9 hat hinten und vorne Schrämwerkzeuge 25.1, 25.2 mit je zwei Schrämwalzen 13. Aus der Darstellung ist die Verschwenkbarkeit der Schrämwerkzeuge um eine zur Zentralachse Z parallele Achse R erkennbar. Dank der Drehbarkeit der einzelnen Schrämwalzen 13 um die Lenkachsen W können die Schrämwerkzeuge 25.1 und 25.2 derart gedreht werden, dass sie in eine gemeinsame Richtung drehen und so das Fahrzeug fortbewegt wird. Sie können aber auch so gestellt und angetrieben werden, dass sie gegeneinander gerichtet drehen. In diesem Fall heben sich die in die und gegen die Fortbewegungsrichtung gerichteten Kräfte weitgehend auf, so dass die Maschine auch beim Schrämen ohne zusätzlichen Antrieb im Wesentlichen am Ort stehen bleibt.

Claims

Mit einem Antrieb und mit Fortbewegungsorganen (21) ausgerüstete Terrain-Bearbeitungsmaschine (11), deren Fortbewegungsorgane (21)
- dazu dienen, die Terrain-Bearbeitungsmaschine entlang einer Zentralachse (Z) der Terrain-Bearbeitungsmaschine fortzubewegen,

- wenigstens teilweise eine Stellebene der Terrain-Bearbeitungsmaschine definieren und

- eine Tragstruktur (23) in Abstand zu dieser Stellebene tragen,
an welcher Tragstruktur (23) im Bereich der Zentralachse (Z) ein Schrämwerkzeug (25) mit wenigstens einer in transverser Lage anordnenbaren Schrämwalze (13) zur Bearbeitung eines Untergrunds, auf dem die Terrain-Bearbeitungsmaschine steht, angeordnet ist, welche Schrämwalze (13) auf ihrem Walzenumfang auf die Rotationsrichtung der Schrämwalze ausgerichtete Schrämmeissel (15) aufweist und zum Schrämen durch einen Antrieb in Rotationsrichtung um ihre Walzenachse (V) rotierbar ist, wobei die Walzenachse (V) um eine Lenkachse (W) verschwenkbar ist, welche Lenkachse (W) in Erstreckungsrichtung der Zentralachse (Z) in einem Abstand zu den Fortbewegungsorganen (21) angeordnet ist, der wenigstens der halben Breite der Schrämwalze (13) entspricht und die Schrämwalze (13) in jeder Rotationslage bezüglich der Lenkachse (W) antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkachse (W) die Walzenachse (V) schneidet oder in einem Abstand zur Walzenachse (V) angeordnet ist, der maximal 3/5 der Breite der Terrain-Bearbeitungsmaschine entspricht.
Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schrämwerkzeug (25) derart an der Tragstruktur (23) angeordnet ist, dass die Schrämwalze (13) über der Stellebene so angeordnet werden kann, dass ihr Walzenumfang die Stellebene berührt, und dass die Lenkachse (W) in dieser Stellung der Schrämwalze 0 bis maximal 45 Grad von einer Vertikalen zur Stellebene abweicht.
Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abweichung der "Lenkachse (W) von der Vertikalen zur Stellebene maximal 30 Grad ist.
Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schrämwerkzeug (25) wenigstens zwei Schrämwalzen (13) umfasst, deren Walzenachsen (V) um je eine eigene Lenkachse (W), das heisst um zwei voneinander beabstandete Lenkachsen (W) zueinander verstellbar sind.
Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Schrämwerkzeug (25) ein Rahmenteil (35) umfasst, das gegenüber der Tragstruktur (23) verschwenkbar ist.
Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmenteil (35) um eine Achse (R) parallel zur Zentralachse (Z) gegenüber der Tragstruktur (23) verschwenkbar ist.
Maschine nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmenteil (35) gegenüber der Tragstruktur (23) um eine im Wesentlichen horizontale Achse (U) verschwenkbar ist, die senkrecht zur Zentralachse (Z) steht.
Maschine nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmenteil (35) gegenüber der Tragstruktur (23) um eine im Wesentlichen vertikale Achse (S) verschwenkbar ist, die senkrecht zur Zentralachse (Z) steht, und dass die Lenkachse (W) zwischen dem Rahmenteil (35) und jeder Schrämwalze (13) oder zwischen dem Rahmenteil (35) und den Schrämwalzen (13) ausgebildet ist.
Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Raupen (31) als Fortbewegungsorgane (21).
Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Schreiteillheiten (61) als Fortbewegungsorgane (22).
Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Räder (41) als Fortbewegungsorgane (21).
Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Schrämwerkzeuge (13) als Fortbewegungsorgane (21).
Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fortbewegungsorgane (21) gegenüber der Tragstruktur (23) höhenverstellbar ausgebildet sind.
Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Grader (37), insbesondere zwischen dem Schrämwerkzeug (25) und den Fortbewegungsorganen (21) vorhanden ist.
Maschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuereinheit zur computerunterstützten, koordinierten Ansteuerung der einzelnen Schrämwerkzeuge (25) und Fortbewegungsorgane (21), insbesondere mit einem Navigationssystem zur planmässigen Ansteuerung der Steuereinheit, so dass die Terrain-Bearbeitungsmaschine (11) einem vorgegebenen, dreidimensional festgelegten Pfad folgen kann.