EP3292247A1

EP3292247A1 - Fräsmaschine für fahrbahndecken bzw. strassenbeläge

Info

Publication number: EP3292247A1
Application number: EP15708261.1A
Authority: EP
Inventors: Jürgen TARMANN
Original assignee: Individual
Current assignee: Aquatec Iq Technologie GmbH
Priority date: 2015-01-18
Filing date: 2015-01-18
Publication date: 2018-03-14
Anticipated expiration: 2035-01-18
Also published as: RU2017129436A3; AU2015377784B2; RU2017129436A; PT3292247T; CA2974172A1; CN107429494A; EP3292247B1; BR112017015414B1; PL3292247T3; AU2015377784A1; HRP20200193T1; WO2016113583A1; US10266997B2; US20180010306A1; ES2770648T3; DK3292247T3; JP2018505982A; CA2974172C; BR112017015414A2; RU2681968C2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fräsmaschine (100) mit einer Fräsmaschinen-Unterseite (11), an der mindestens zwei Fräsköpfe (1a-1f) in je einer parallelen Querschiene (13a-13f) in mindestens einer translatorischen Verschiebebewegung (15a-15f) einzeln verschieb- und steuerbar sind.

Description

Fräsmaschine für Fahrbahndecken bzw. Straßenbeläge

[001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fräsmaschine für das flächige oder streifenförmige Abfräsen oder Rillieren von Asphalt-, Beton- oder sonstigen Deckschichten bzw.

Fahrbahndecken, beispielsweise von Autobahnen, Straßen und sonstigen Fahr- oder Rollbahnen, aber auch von Start- und

Landebahnen bzw. Pisten oder aber auch von Industrieböden oder sonstigen großflächigen Böden oder Belägen.

[002] Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren die

Gattung der sogenannten Feinfräsen, d.h. Fräsen, mit denen nicht die ganze Asphaltschicht ausgetauscht, sondern nur eine

Oberschicht davon abgefräst wird und nach dem Arbeitsschritt sofort befahren werden kann. Eine erfindungsgemäße Fräsmaschine kann als vertikale Feinfräsmaschine, also mit vertikal fräsenden Meißeltellern oder aber auch als Feinfräsmaschine mit Fräswalzen ausgestaltet sein. Des Weiteren kann sie eine Kaltfräse oder auch eine Warmfräse sein, auch wenn die Letzteren zwar

materialschonender für das oder die Werkzeuge sind, aber von der Energiebilanz ökologisch bedenklich.

[003] Das Abfräsen oder auch nur Rillieren solcher

Deckschichten oder Beläge erfolgt einerseits, um Aufwerfungen abzutragen, die sich beispielsweise durch Längs-Spurrillen oder Fahrrinnen oder aber auch durch das Bremsen auf Gefällsstrecken bilden .

[004] Im Allgemeinen jedoch erfolgt das Abfräsen oder

Rillieren, um einen (wieder) planen Belag zu erzeugen, oder aber auch, um die Rauheit der Oberfläche zu erhöhen und die Aufnahme, Ableitung und Abtrocknung von oberflächlichem Wasser zu

verbessern. Wannenförmige Vertiefungen in der Fahrbahndecke oder aber auch großflächigere senkenförmige Vertiefungen im Verlauf der Fahrbahndecke, in denen das Wasser stehen kann, sind unter dem Aspekt des Aquaplanings und überfrierender Nässe ein großer

BESTÄTIGUNGSKOPIE Risikofaktor für die Qualität und Sicherheit einer Autobahn oder Straße. Auch die Lebensdauer einer Fahrbahndecke hängt

wesentlich davon ab, wie oft und häufig Wasser in ihre Löcher oder Poren eindringen und hier gefrieren und sich dabei

ausdehnen kann.

[005] Ebenfalls sicherheitskritisch, als sogenannte abflussschwache Zonen, sind die sogenannten Verbindungsbereiche von Autobahnen. Mit Verbindungsbereichen sind bei Autobahnen diejenigen Bereiche gemeint, in denen eine straßenbaulich beabsichtigte und auch vorgeschriebene Querneigung der Fahrbahn in eine entgegengesetzte Querneigung wechselt. Diese

Verbindungsbereiche werden derzeit in einem Forschungsvorhaben des Lehrstuhls für Gestaltung von Straßenverkehrsanlagen an der TU Dresden unter der Leitung von Universitätsprofessor Dr.-Ing. Christian Lippold untersucht. Die straßenbaulich vorgeschriebene Mindestquerneigung, sei es in Form von Einseitneigung oder in Form von Dachformneigung, beträgt 2,5 %.

[006] Weiterhin sicherheitskritisch sind Boden- oder

Fahrbahnstreifen-Markierungen, die zu dickschichtig aufgetragen werden. Sie können den Abfluss von oberflächlichem Wasser behindern .

[007] In der am 19.01.2012 offengelegten DE 10 2010 027 328

AI der Anmelderin Roekens GmbH aus Rheine, Deutschland, wird eine sogenannte Fluidfräse, genauer gesagt eine Hochdruck- Wasserfräse oder aber auch ein Sandstrahlgerät eingesetzt, um Beton aufzurauen. Hierfür sind Düsenpaare fix an der Unterseite eines selbst- oder fremdangetriebenen Fahrzeugs vorgesehen, die eine gleichmäßige Aufrauung ohne Rillenbildung einer Beton- Fahrbahn gewährleisten sollen. Die beschriebene Fräsvorrichtung ist nur für Beton geeignet und hat den grossen Nachteil, dass die Fahrbahn ihre Unebenheiten oder Aufwerfungen beibehält.

Berge und Täler der Fahrbahnoberfläche werden gleichermaßen abgefräst und es ist nicht möglich, beispielsweise nur die Berge auf das Höhenniveau der Täler abzufrasen. Der Anwendungszweck der beschriebenen Fräsvorrichtung bleibt somit im Wesentlichen auch auf das Aufrauen frisch gegossener, planer Beton-Fahrbahnen beschränkt.

[008] Eine andere Anwendung besteht im Fräsen von mehreren, parallel angeordneten Frässtreifen bzw. Rillen, die vorzugsweise schräg zur Fahrtrichtung verlaufen. Solche Frässtreifen bzw. Rillen sind in dem am 29.06.2000 bekanntgemachten Deutschen Gebrauchsmuster DE 299 22 773 Ul der Anmelderin Blastrak-Morava , spol.s.r.o. aus Brno/Brünn, Tschechien beschrieben, mit einer Rillentiefe von 1 bis 10 mm, einer Rillenbreite von 5 bis 300 mm und einem Abstand zwischen den Rillen von 10 bis 200 mm.

[009] Ähnliche Frässtreifen bzw. Rillen sind in der am

21.01.2010 veröffentlichten WO 2010/008351 AI der Anmelderin Asfalteks D.O.O. aus Lj ublj ana/Laibach, Slowenien beschrieben. Diese parallelen, schräg zur Fahrtrichtung angeordneten

Frässtreifen sind an einigen Passagen bzw. Stellen vor allem auf slowenischen und kroatischen Autobahnen zu sehen und bringen eine durch Studien und Zählungen belegte signifikante

Verbesserung der Sicherheit der Autobahnen, insbesondere an solchen Stellen, die aquaplaning- und überfriergefährdet sind. Die Frästiefe der Streifen beträgt ca. 5 mm und ist beim

Drüberfahren kaum hör- oder spürbar.

[0010] Die Herstellung dieser parallelen und zur

Fahrtrichtung schräg verlaufenden Frässtreifen erfolgt mittels Einzelfräsen für jeden einzelnen Frässtreifen. Hierfür müssen diese Einzelfräsen von einem Arbeiter parallel zu einem bereits gefrästen Streifen geführt bzw. geschoben werden. Dieses ist arbeits- und zeitintensiv. Weiterhin nachteilig an solchen Einzelfräsen ist, dass sie keine Messvorrichtung aufweisen, um diejenigen Stellen zu ermitteln, an denen die Anbringung der Frässtreifen indiziert ist. Man muss sich somit bei der Auswahl der Stellen wohl auf Unfallstatistiken zu bereits erfolgten Unfällen verlassen, anstatt sie von vornherein zu vermeiden.

[0011] Die Schwamborn Gerätebau GmbH aus Wangen, Deutschland stellt Fräsmaschinen her, beispielsweise die OMF 250, die BEF 320VX sowie die BEF 320EX, die von einem einzelnen Arbeiter geführt bzw. geschoben werden und mittels eines einzelnen

Fräskopfes einzelne Streifen abfräsen können. Nachteilig bei dieser Form von Fräsmaschinen ist, dass unter hohem

Arbeitszeitaufwand nur stückweise zu einem Ergebnis gelangt werden kann, dessen Präzision darüber hinaus stark von dem Auge des führenden bzw. schiebenden Arbeiters abhängig ist.

[0012] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, unter

Vermeidung der oben aufgezeigten Nachteile eine universelle Fräsmaschine für alle beschriebenen Anwendungen zu stellen, die kostengünstiger ist und generell in ihren Eigenschaften und ihrer Anwendung optimiert ist.

[0013] Die Lösung der Aufgabe besteht zunächst in der erfindungsgemäßen Anordnung von mindestens zwei parallel verschieb- und einzeln steuerbaren Fräsköpfen an einer

Unterseite einer erfindungsgemäßen Fräsmaschine.

[0014] Eine erfindungsgemäße Fräsmaschine ist vorzugsweise selbstfahrend, kann jedoch auch eine gezogene oder geschobene Anhängevorrichtung sein.

[0015] Die bevorzugt selbstfahrende Ausgestaltungsvariante ist vorzugsweise LKW-ähnlich aufgebaut und weist weiterhin vorzugsweise einen gesteuerten und auf konstanten Vorschub einstellbaren Kriechgang auf. Dieser Kriechgang erfüllt

einerseits die Funktion eines konstanten Fräsvorschubs,

beispielsweise beim Fräsen der Diagonalrillen, aber auch gleichzeitig die Funktion einer Bremse gegen das Antriebsmoment, das durch die fräsenden Fräsköpfe resultiert. Der Kriechgang ist vorzugsweise realisiert, indem das normale Fahrgetriebe der Fräsmaschine eine Reduktionsstufe umfasst und weiterhin

vorzugsweise auf alle Räder der Fräsmaschine wirkt. Des Weiteren ist diese Reduktions-Getriebestufe vorzugsweise auch beim

Rückwärtsgang einlegbar.

[0016] Es ist des Weiteren optional, aber bevorzugt, dass eine erfindungsgemäße Fräsmaschine keine Überbreite aufweist und darüber hinaus mit normaler LKW-Fahrgeschwindigkeit unabhängig von einem Einsatzort zu einem anderen fahren kann. Hierfür ist es weiterhin bevorzugt vorgesehen, die Fräsköpfe an in

Querschienen laufenden Trägerschlitten anzuordnen, die - ebenfalls einzeln ansteuerbar - über die Fräsmaschinen- oder Fahrzeugbreite hinaus ausfahrbar sind. Hierbei verbleibt ein Großteil des Trägerschlittens geführt in der Querschiene, sodass beispielsweise bei einer gemäß EG-Richtlinie 96/53/EG maximal 2,55 m betragenden LKW-Breite und einer maximalen Autobahn- Fahrbahnbreite von 3,75 m die Trägerschlitten vorzugsweise auf beiden Seiten der Fräsmaschine jeweils mindestens ca. 0,6 m teleskopartig ausfahren können. Auf diese Weise ist

erfindungsgemäß gewährleistet, dass einerseits ohne

Sonderbewilligungen von einem Arbeits- bzw. Einsatzort zum anderen gefahren werden kann, andererseits aber auch eine komplette Fahrbahnbreite abgefräst werden kann.

[0017] Eine optionale und einfachere Ausgestaltungsvariante einer erfindungsgemäßen Fräsmaschine kommt ohne Kriechgang aus, ist dann aber allerdings auch auf das Fräsen von Frässtreifen bzw. Rillen in einem einzigen, vorgegebenen Winkel beschränkt. Bei dieser Ausgestaltungsvariante sind die Querschienen eben nicht exakt quer bzw. senkrecht zur Fahrtrichtung angeordnet, sondern als Diagonalschienen in einem Winkel von beispielsweise 45 Grad. Wenn nun die parallelen Diagonalfrässtreifen gefräst werden sollen, so braucht die Fräsmaschine nur gebremst oder blockiert zu stehen und die Fräsköpfe werden in den

Diagonalschienen angetrieben. [0018] Die letztere Ausgestaltungsvariante einer

erfindungsgemäßen Fräsmaschine mit Diagonalschienen ist

vorzugsweise für das blockierte Stehen mit bevorzugt

hydraulischen oder aber auch rein mechanischen Stützen auf dem Fahrbahnbelag fixierbar. Diese Fixiervorrichtung umfasst weiterhin vorzugsweise eine Nivelliervorrichtung mit

Wegesensoren für das Herausfahren der Stützen und weiterhin vorzugsweise umfasst diese Nivelliervorrichtung auch Libellen oder Sensoren zum Erfassen der exakt waagerechten Ausrichtung der Fräsmaschine. Auf diese Weise ist es einerseits möglich, die Fräsmaschine fixiert exakt nach der Querneigung des jeweiligen Autobahnstückes auszurichten. Andererseits ist es möglich, das jeweilige Autobahnstück, auf dem die Fräsmaschine gerade steht - oder auch gerade entlangfährt - hinsichtlich seiner Querneigung einzumessen. Wenn die Messung ergibt, dass ein Autobahnstück eine gute Querneigung aufweist, so kann das Fräsen von konstant tiefen Frässtreifen bzw. Rillen ausreichen. Wenn die Messung jedoch ergibt, dass sich das Autobahnstück exakt „im Wasser" befindet, also exakt waagerecht ist, so kann mit den weiterhin vorzugsweise in Z-Richtung bzw. Arbeitstiefe steuerbaren

Fräsköpfen ein Frässtreifen bzw. Rille gefräst werden, deren Tiefe zunimmt bzw. selber eine Querneigung bzw. ein Gefälle aufweist, die bzw. das in einem Bereich von etwa 0,5 bis 5,0 % liegt und vorzugsweise 2,5 % beträgt.

[0019] Die Ausgestaltungsvariante einer erfindungsgemäßen

Fräsmaschine, die senkrecht zur Fahrtrichtung angeordnete

Querschienen aufweist, ist vorzugsweise mit einer

Stabilisiervorrichtung ausgestattet, die Stützräder umfasst. Diese Stützräder sind ebenfalls mechanisch oder bevorzugt hydraulisch auf den Fahrbahnbelag ausfahrbar und können während des Bearbeitens der Fahrbahndecke mitlaufen. Ein so und

vorzugsweise mindestens vier Einzelstützräder umfassendes

Stützradsystem ist weiterhin vorzugsweise ebenfalls mit der oben beschriebenen Nivelliervorrichtung kombiniert. [0020] Bei einer optionalen Ausgestaltungsvariante einer erfindungsgemäßen Fräsmaschine kann das Fahrwerk, d.h. die Federung, die Stoßdämpfer und eventuell auch die Stabilisatoren in eine stabile, wankfreie Arbeitsposition umgeschaltet werden. Weiterhin kann es vorgesehen sein, auch den Luftdruck der Reifen kurzzeitig zu erhöhen, für die Dauer des Fräsvorgangs. Auf diese Weise, oder durch die Stützräder oder durch die Stützen oder durch eine Kombination aller wird erreicht, dass die

Fräsmaschine während des Fräsens möglichst wenig wankt oder schwingt und so das Fräsen der Frässtreifen bzw. Rillen auch präzise genug erfolgt.

[0021] Der bevorzugt LKW-förmige Aufbau einer

erfindungsgemäßen Fräsmaschine umfasst weiterhin vorzugsweise einen Tank für Wasser oder vorzugsweise biologisch abbaubares Kühlschmiermittel und eine Kühl- und Schmieranlage sowie eine Sauganlage, mittels derer der Frässchlamm in einem Behälter aufgefangen und gesammelt wird.

[0022] An den einzelnen Fräsköpfen können mindestens je eine

Spritz- und eine Saugdüse angeordnet sein, weiterhin

vorzugsweise so, dass die Spritzdüse in Fräsrichtung vor dem Fräskopf und die Saugdüse dahinter angeordnet sind. Darüber hinaus können die Fräsköpfe von einem Schutzparavent umgeben sein .

[0023] Eine bevorzugte, weil kostengünstigere Sauganlage einer erfindungsgemäßen Fräsmaschine umfasst einen einzigen Saugkanal, der vorzugsweise ebenfalls quer an der Fräsmaschinen- Unterseite angeordnet ist und weiterhin vorzugsweise ebenfalls auf die mit den Trägerschlitten ausfahrbare Arbeitsbreite der Fräsmaschine teleskopisch ausfahrbar ist. Dieser Saugkanal kann zusätzlich von einer oder mehreren Rollenbürsten flankiert sein.

[0024] Die erfindungsgemäßen Einzelantriebe pro Fräskopf können durch einzelne Elektro- oder Servomotoren erfolgen. Hierbei kann ein erster Elektro- oder Servomotor für den

Rotationsantrieb des Fräskopfes vorgesehen sein und ein zweiter Elektro- oder Servomotor für die Vorschubbewegung, die sich bei einer erfindungsgemäßen Fräsmaschine mit senkrecht zur

Fahrtrichtung verlaufenden Querschienen aus der Vektorensumme Schienenantriebsrichtung plus Fräsmaschinenantriebsrichtung ergibt. Bei einer erfindungsgemäßen Fräsmaschine mit

Diagonalschienen entspricht die Vorschubbewegung der Fräsköpfe nur der Schienenantriebsrichtung.

[0025] Des Weiteren können die erfindungsgemäßen

Einzelantriebe pro Fräskopf auch durch hydraulische

Ölpumpenmotoren realisiert sein.

[0026] Eine rein mechanisch aufgebaute

Ausgestaltungsvariante einer erfindungsgemäßen Fräsmaschine hingegen umfasst eine Hauptantriebswelle, die optional, aber vorzugsweise mittels zweier Kardangelenke in dem Bereich oberhalb der Fräskopf-Anordnungen angehoben ist.

[0027] Die Hauptantriebswelle ist in der Regel längs in der

Fräsmaschine angeordnet und von ihr wird beispielsweise mittels eines Kegelrad-Differenzialgetriebes eine Nebenantriebswelle 90- grädig abgezweigt, für jeden einzelnen Fräsantrieb eine.

Weiterhin in der Regel ist die Hauptantriebswelle mittig in der Fräsmaschine angeordnet, sodass es des Weiteren bevorzugt ist, zwei Nebenantriebswellen beidseitig der Hauptantriebswelle symmetrisch 90-grädig abzuzweigen. Allerdings ist es dann erforderlich, mittels eines weiteren, erneut beispielhaften Differenzialgetriebes die Rotationsrichtungen der jeweils beiden Nebenantriebswellen zu synchronisieren bzw. hinsichtlich ihrer Drehung in Übereinstimmung zu bringen. An den außenliegenden Enden der Nebenantriebswellen sind vorzugsweise jeweils

Stirnradgetriebe angeordnet, die wiederum eine über die

Gesamtbreite der Fräsmaschine frei durchgehende

Fräsantriebswelle antreiben. Auf dieser letzteren ist ein Antriebsgehäuse mit einem Kegelradgetriebe und dem Fräskopf angeordnet. Drehungen der Hauptantriebswelle, in die eine oder andere Drehrichtung und mit entsprechender Drehzahl, bewirken so in Drehrichtung und Drehzahl entsprechende Drehungen des

Fräskopfes .

[0028] Für die erforderliche Vorschubbewegung des Fräskopfes innerhalb der Querschiene oder auf dem Trägerschlitten und gleichzeitig auf der antreibenden Fräsantriebswelle sorgt ein Servomotor oder aber auch ein Zahnstangengetriebe, mit einem Stirnzahnrad, das in einer parallel zu der Fräsantriebswelle angeordneten Zahnstange eingreift. Statt eines

Zahnstangengetriebes kann optional auch ein Schneckengetriebe auf einer Gewindespindel montiert sein.

[0029] Eine weiterhin bevorzugte Ausgestaltungsvariante des elektrischen Einzelantriebs oder aber auch des hydraulischen Einzelantriebs sieht Radnabenmotoren vor, die vorzugsweise möglichst einfach auswechselbar ausgelegt sind.

[0030] Selbstverständlich ist es auch möglich, die drei unterschiedlichen Antriebsarten für die Rotationsbewegung des Fräskopfes und aber auch für die Vorschubbewegung miteinander zu kombinieren. Eine erfindungsgemäße Vorschubbewegung eines jeweiligen Fräskopfes setzt sich aus einer translatorischen Bewegung des Fräskopfes innerhalb des Trägerschlittens und einer translatorischen Bewegung des Trägerschlittens innerhalb der Querschiene zusammen. Und, sofern es sich um die

Ausgestaltungsvariante einer erfindungsgemäßen Fräsmaschine mit senkrecht zur Fahrtrichtung angeordneten Querschienen handelt, zusätzlich aus der vorzugsweise im Kriechgang erfolgenden Voroder Rückwärtsbewegung der Fräsmaschine.

[0031] Sowohl für die Ausgestaltungsvariante einer

erfindungsgemäßen Fräsmaschine mit elektrischen Einzelantrieben, als auch für die Ausgestaltungsvariante einer erfindungsgemäßen Fräsmaschine mit hydraulischen Einzelantrieben, sowie als auch für die Ausgestaltungsvariante einer erfindungsgemäßen

Fräsmaschine mit mechanischen Einzelantrieben, sowie für

Kombinationen hiervon, kann die Vorschubbewegung eines

jeweiligen Fräskopfes (wie oben dargelegt, vorzugsweise beliebig aus dem Trägerschlittenantrieb in der Querschiene und aus dem translatorischen Fräskopfantrieb des Fräskopfes in dem

Trägerschlitten zusammengesetzt) insofern an den

Rotationsantrieb des Fräskopfes gekoppelt sein, als dass sie zueinander direkt proportional sind. D.h., dass eine hohe

Rotationsdrehzahl des Rotationsantriebs auch eine schnelle Vorschubbewegung erzeugt. Bevorzugt ist allerdings eine von dem Rotationsantrieb unabhängig steuerbare Vorschubbewegung der Fräsköpfe, beispielsweise mittels separater Servomotoren für den Vorschub .

[0032] Insbesondere eine mechanisch aufgebaute

erfindungsgemäße Fräsmaschine oder aber optional auch die anderen offenbarten Ausgestaltungsvarianten sind vorzugsweise mit verschleißarmen und wartungsfreien Teflonlagern oder Wälzoder Rillenkugellagern ausgestattet.

[0033] Die Fräsköpfe einer erfindungsgemäßen Fräsmaschine sind vorzugsweise sowohl für Gegenlauf- als auch für

Gleichlauffräsen ausgelegt und können Wälzfräsköpfe sein, bei denen sowohl die Zustellung, als auch die Vorschubbewegung radial erfolgen. Die Wälzfräsköpfe haben vorzugsweise bereits die Breite der gewünschten Frässtreifen und weiterhin

vorzugsweise austauschbare Messer. Es kommen aber auch Stirn- Planfräsköpfe in Betracht, bei denen die Zustellung axial und die Vorschubbewegung radial erfolgt. Die Stirn-Planfräsköpfe können ebenfalls mehrere, vorzugsweise austauschbare Messer haben, oder auch nur eines, was dann dem .sogenannten

Schlagzahnfräsverfahren entsprechen würde. [0034] ■ Grundsätzlich kommen als Fräswerkzeuge auch

Wasserstrahl- oder Sandstrahldüsen in Betracht.

[0035] Die Fräsköpfe insgesamt sind vorzugsweise

austauschbar. Somit, sei es durch das Einsetzen breiterer

Fräsköpfe, oder durch eine optionale Verstellbarkeit der

Fräsköpfe senkrecht zu der Vorschubbewegung, also näher

aneinander, können nicht nur parallele Frässtreifen gefräst werden, sondern auch plane Flächen.

[0036] Die Zustell- und Vorschubbewegungen der einzelnen

Fräsköpfe sind vorzugsweise mit opto-elektronischen

Wegmesssystemen oder Glasmessleisten oder inkrementellen oder absoluten Wegmesssystemen oder Magnetstreifen überwacht und weiterhin , vorzugsweise mittels eines Computers erfasst und steuerbar und auf einem Display vorzugsweise in der Fahrerkabine darstellbar. Dieses System umfasst vorzugsweise auch

entsprechende Sensoren zur Überwachung der

Rotationsgeschwindigkeiten der angetriebenen Achsen und

Fräsköpfe und ist somit ein kombiniertes Wegmess- und

RotationsüberwachungsSystem.

[0037] Eine erfindungsgemäße Fräsmaschine umfasst des

Weiteren vorzugsweise ein opto-elektronisches Erfassungssystem, das erfindungsgemäß und weiterhin vorzugsweise

rechnerunterstützt folgende vier Funktionen erfüllen kann:

1) Erfassen und Einmessen von bereits gefrästen Frässtreifen auf einem benachbarten Fahrstreifen, sodass die Fräsköpfe danach ausgerichtet werden können und exakt fortlaufend zu diesen bereits gefrästen Frässtreifen weitergefräst werden kann;

2) Erfassen, Einmessen und Ausrichten der Fräsmaschine exakt mittig auf einem Fahrstreifen und exakt parallel zu den

Fahrbahnmarkierungen, sodass der Winkel der Frässtreifen stimmt;

3) Erfassen und Einmessen der Querneigung des Fahrstreifens oder der Straßen- oder der Autobahn-Fahrbahn, sodass ermittelbar ist, wo im Straßenverlauf und in welche Richtung die Frässtreifen gefräst werden sollen;

4) Erfassen und Einmessen von Senken im Längsverlauf der Straße, sodass von Haus aus abflussschwache Zonen ermittelbar sind.

[0038] Das opto-elektronische Erfassungssystem umfasst vorzugsweise mindestens zwei unterschiedliche Erfassungsarten oder vielmehr Sensoren, wie sie heute bekannt und bereits im Einsatz sind. Dieses sind Mono- und Stereokameras und

Laserscanner. Für eine verbessernde Unterstützung der

Kamerabilder bei Nacht kommt grundsätzlich eine Wärmebildkamera in Betracht, bevorzugt ist jedoch die Kombination von optischen Sensoren mit einem Radar. Diese Kombination ist auch bei Nacht präzise und relativ witterungsunabhängig und wäre dann genau genommen ein opto-elektromagnetisches Erfassungssystem.

[0039] Für Abstandsmessungen im Nahbereich kommen noch

Ultraschallsensoren in Betracht.

[0040] Optional ist ein GPS-Modul in den Steuerungsrechner eingebunden, sodass beispielsweise von einer Leitzentrale übermittelte Koordinaten exakt angefahren werden können.

[0041] Weiterhin optional kann es vorgesehen sein, mittels einer hierfür angeordneten Spritzdüse, nach erfolgtem Abfräsen und Reinigen bzw. Absaugen, eine Versiegelung mit einem

hydrophobem Silikonharz oder mit einer polymerisch modifizierten kationischen Bitumenemulsion auf die Frässtreifen aufzusprühen.

[0042] Die offenbarten unterschiedlichen

Ausgestaltungsvarianten einer erfindungsgemäßen Fräsmaschine sind hinsichtlich der nicht grundfunktionsrelevanten Merkmale beliebig miteinander kombinierbar. So sind beispielsweise alle beschriebenen Ausgestaltungsvarianten mit dem beschriebenen Kriechgang oder den Teleskop-Trägerschlitten sowie mit der beschriebenen Stabilisier- und Nivelliervorrichtung oder

Fahrwerksstabilisierung kombinierbar, egal, ob es sich um die Ausgestaltungsvariante mit Servomotoren, hydraulischen

Olpumpenmotoren oder Radnabenmotoren oder diejenige handelt, die rein mechanisch mit einem Zahnstangengetriebe oder einer Spindel funktioniert. Ebenso sind alle beschriebenen

Ausgestaltungsvarianten sowohl mit Walzfräs-, als auch mit Stirn-Planfräsköpfen ausrüstbar, sowie mit der Kühlschmierstoff- und Sauganlage und sowie mit dem opto-elektronischen

Erfassungssystem, mit oder ohne Radar.

[0043] Die vorliegende Anmeldung offenbart ein Verfahren zum gleichzeitigen Fräsen von mehreren parallelen Frässtreifen auf einem Autobahnabschnitt, mit einer wie offenbarten Fräsmaschine, mit folgenden grundsätzlichen Verfahrensschritten:

a) - Fortbewegen der Fräsmaschine zu einem vorgegebenen

Einsatzort;

b) - falls kein Einsatzort vorgegeben ist, Erfassen und

Einmessen eines Einsatzortes während des Fortbewegens, mit dem opto-elektromagnetischen Erfassungssystem;

c) - Erfassen und Einmessen der Querneigung der Fahrbahn;

d) - Erfassen und Einmessen der Fahrstreifenmitte und der

Fahrbahnmarkierungen;

e) - Ausrichten der Fräsmaschine mittig auf einem ersten

Fahrstreifen und parallel zu den Fahrstreifenmarkierungen;

f) - Herunterfahren der Stützfüße auf die Fahrbahndecke;

g) - Stabilisieren und Nivellieren der Fräsmaschine mit der Stabilisier- und Nivelliervorrichtung;

h) - Ausfahren der Fräsköpfe und der Tr_^ägerschlitten, sodass die Fräsköpfe über die erste Fahrbahnmarkierung des ersten

Fahrstreifens hinausragen;

i) - Einschalten der Kühl- und Schmieranlage;

j) - Einschalten der Reinigungs- und Sauganlage;

k) - Zustellen der Fräsköpfe auf die Fahrbahndecke in das Z-

Fräsmaß ;

1) - Betätigen des Vorschubantriebs;

m) - Fräsen der Frässtreifen bis an eine zweite

Fahrbahnmarkierung des ersten Fahrstreifens; n) - Zurückfahren der Fräsköpfe in Z-Richtung;

o) - Abschalten der Kühl- und Schmieranlage;

p) - Abschalten der Reinigungs- und Sauganlage;

q) - Einfahren der Fräsköpfe und der Trägerschlitten;

r) - Hochfahren der Stützfüße;

s) - Fortbewegen der Fräsmaschine auf einen zweiten, zum ersten benachbarten Fahrstreifen;

t) - Erfassen und Einmessen der Frässtreifen-Enden am Übergang zwischen dem ersten Fahrstreifen und dem zweiten Fahrstreifen; u) - Ausrichten der Fräsmaschine auf dem zweiten Fahrstreifen; v) - Wiederholen der Verfahrensschritte d)-s), sinngemäß.

[0044] Die vorliegende Anmeldung offenbart ein zweites

Verfahren zum gleichzeitigen Fräsen von mehreren parallelen Frässtreifen auf einem Autobahnabschnitt, mit einer wie offenbarten Fräsmaschine, mit folgenden grundsätzlichen

Verfahrensschritten :

a' ) - Fortbewegen der Fräsmaschine zu einem vorgegebenen

Einsatzort;

b' ) - falls kein Einsatzort vorgegeben ist, Erfassen und

Einmessen eines Einsatzortes während des Fortbewegens, mit dem opto-elektromagnetisehen Erfassungssystem;

c' ) - Erfassen und Einmessen der Querneigung der Fahrbahn;

d' ) - Erfassen und Einmessen der Fahrstreifenmitte und der Fahrbahnmarkierungen;

e' ) - Ausrichten der Fräsmaschine mittig auf einem ersten

Fahrstreifen und parallel zu den Fahrstreifenmarkierungen;

f' ) - Herunterfahren der Stützräder auf die Fahrbahndecke oder

Einschalten der fahrwerksstabilisierten Arbeitsposition;

g' ) - Stabilisieren und Nivellieren der Fräsmaschine mit der

Stabilisier- und Nivelliervorrichtung;

h' ) - Ausfahren der Fräsköpfe und der Trägerschlitten, sodass die Fräsköpfe über eine erste Fahrstreifenmarkierung des ersten Fahrstreifens hinausragen;

i' ) - Einschalten der Kühl- und Schmieranlage;

j ' ) . - Einschalten der Reinigungs- und Sauganlage; k' ) - Zustellen der Fräsköpfe auf die Fahrbahndecke in das Z- Fräsmaß ;

1' ) - Betätigen der Translationsbewegung und gleichzeitiges Betätigen des Kriechganges;

m' ) - Fräsen der Frässtreifen bis an eine zweite

Fahrstreifenmarkierung des ersten Fahrstreifens;

n' ) - Zurückfahren der Fräsköpfe in Z-Richtung;

o' ) - Abschalten der Kühl- und Schmieranlage;

p' ) - Abschalten der Reinigungs- und Sauganlage;

q' ) - Einfahren der Fräsköpfe und der Trägerschlitten;

r' ) - Hochfahren der Stützräder oder Ausschalten der

fahrwerksstabilisierten Arbeitsposition;

s' ) - Fortbewegen der Fräsmaschine auf einen zweiten, zum ersten benachbarten Fahrstreifen;

t' ) - Erfassen und Einmessen der Frässtreifen-Enden am Übergang zwischen dem ersten. Fahrstreifen und dem zweiten Fahrstreifen; u' ) - Ausrichten der Fräsmaschine auf dem zweiten Fahrstreifen; v' ) - Wiederholen der Verfahrensschritte d')^_s'), sinngemäß.

[0045] Eine erfindungsgemäße Fräsmaschine bringt folgende

Vorteile :

- Sie kann sowohl Rillen bzw. Frässtreifen, als auch Flächen fräsen .

- Sie verbessert die Sicherheit von Straßen hinsichtlich der Gefahren von Aquaplaning und überfrierender Nässe signifikant.

- Sie verbessert den Abfluss des Wassers und erhöht somit die Lebensdauer der Fahrbahndecken.

- Sie beseitigt den Stau von Wasser an zu dick aufgetragenen Fahrbahnmarkierungen .

- Sie ist sowohl für Asphalt, als auch für Beton und andere Materialien geeignet, aus denen Fahrbahndecken bestehen, egal, ob die Deckschicht neu und noch plan, oder alt und verworfen ist .

- Sie ist Arbeitskraft und Zeit sparend, weil nicht nur ein einzelner■ Frässtreifen, sondern mehrere gleichzeitig und automatisch-maschinell gefräst werden können. - Sie verfügt über ein opto-elektronisches Erfassungssystem, das die Querneigung der Fahrbahn und Senken im Längsverlauf der Straße erfassen kann und so die optimalen Anbringungsorte für die Frässtreifen ermittelt.

- Mittels des opto-elektronischen Erfassungssystems können ohne Vollsperrung beider Fahrstreifen zuerst die Frässtreifen auf dem ersten Fahrstreifen gefräst werden und anschließend exakt fortlaufend die Frässtreifen auf dem zweiten Fahrstreifen.

- Eine erfindungsgemäße Fräsmaschine bzw. ihr optoelektronisches Erfassungssystem funktioniert auch bei

Dunkelheit .

- Sie liefert ein maschinell-präzises Fräsergebnis.

- Sie kann selbst von einem Einsatzort zu einem anderen fahren.

- Sie hat keine Überbreite und braucht somit für ihre Fahrten keine Sonderbewilligungen. Obwohl die erfindungsgemäße

Fräsmaschine keine Überbreite hat, ist trotzdem eine komplette Fahrstreifenbreite fräsbar.

- Sofern damit ausgerüstet, kann eine erfindungsgemäße

Fräsmaschine beim Fräsvorgang mittels einer Stabilisier- und Nivelliervorrichtung stabilisiert und ausnivelliert werden.

- Sofern damit ausgerüstet, kann bei einer

Ausgestaltungsvariante einer erfindungsgemäßen Fräsmaschine das Fahrwerk stabilisiert werden.

- Eine erfindungsgemäße Fräsmaschine kann Frässtreifen mit steigendem oder fallendem Gefälle fräsen.

- Das Fräsen erfolgt kühlgeschmiert und der Frässchlamm wird abgesaugt und direkt abtransportiert.

[0046] , Weitere oder vorteilhafte Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Fräsmaschine bilden die Gegenstände der abhängigen Ansprüche.

[0047] Die Bezugszeichenliste ist Bestandteil der

Offenbarung . [0048] Anhand von Figuren wird die Erfindung symbolisch und beispielhaft näher erläutert. Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben. Sie stellen schematische und beispielhafte Darstellungen dar und sind nicht maßstabsgetreu, auch in der Relation der einzelnen Bestandteile zueinander nicht. .Gleiche Bezugszeichen bedeuten das gleiche Bauteil, Bezugszeichen mit unterschiedlichen Indices geben

funktionsgleiche oder ähnliche Bauteile an.

[0049] Es zeigen dabei

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer beispielhaften ersten Ausgestaltungsvariante einer erfindungsgemäßen

Fräsmaschine, die vorzugsweise LKW-ähnlich aufgebaut ist;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Unterseite der erfindungsgemäßen Fräsmaschine aus der Fig. 1, mit schräg angeordneten Querschienen;

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Unterseite einer beispielhaften zweiten Ausgestaltungsvariante einer

erfindungsgemäßen Fräsmaschine, mit senkrecht zur Fahrtrichtung angeordneten Querschienen;

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer beispielhaften

Ausgestaltungsvariante eines weiterhin erfindungsgemäßen

Fräskopfes einer erfindungsgemäßen Fräsmaschine;

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines mechanischen

Antriebs einer beispielhaften dritten Äusgestaltungsvariante einer erfindungsgemäßen Fräsmaschine;

Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Antriebsgehäuses einer beispielhaften vierten, rein mechanisch funktionierenden Ausgestaltungsvariante einer erfindungsgemäßen Fräsmaschine; Fig. 7a eine schematische Darstellung eines speziellen

Rillenkugellagers, das in dem Antriebsgehäuse aus der Fig. 6 eingebaut ist;

Fig. 7b eine schematische Darstellung eines speziellen

Kegelrades, das ebenfalls in dem Antriebsgehäuse aus der Fig. 6 eingebaut ist;

Fig. 8 eine schematische Darstellung aus der Vogelperspektive einer beispielhaften fünften

Ausgestaltungsvariante einer erfindungsgemäßen Fräsmaschine, bei einem erfindungsgemäßen Fräsen eines zweiten Fahrstreifens und Fig. 9 eine schematische Darstellung einer beispielhaften sechsten Ausgestaltungsvariante einer erfindungsgemäßen

Fräsmaschine, mit einer weiterhin erfindungsgemäßen

Erfassungsvorrichtung für Senkungen im Längsverlauf einer

Straße .

[0050] In der Fig. 1 ist eine beispielhafte erste

beispielhafte Ausgestaltungsvariante einer erfindungsgemäßen Fräsmaschine 100 schematisch dargestellt, die LKW-ähnlich aufgebaut ist und somit eine Fahrerkabine 2, ein tragendes Chassis bzw. einen Leiterrahmen 3 sowie einen Kühlschmiermittel- Tank 4 mit einer Befüllungsluke 5 für Kühlschmierstoff KSS umfasst. An dem tragenden Chassis bzw. Leiterrahmen 3 sind Fräsköpfe la-lf angeordnet, mit Fräswalzen 5a-5f, die jeweils von einer Spritzdüse 6a-6f für den Kühlschmierstoff KSS und jeweils von einer Saugdüse 7a-7f flankiert sind.

[0051] Die Spritzdüsen 6a-6f, die nicht näher dargestellten

Verbindungsleitungen zu dem Kühlschmiermittel-Tank 4, sowie eine ebenfalls nicht näher dargestellte Steuerung sind Bestandteil einer Kühl- und Schmieranlage 200.

[0052] Die Saugdüsen la-lf wiederum sind Bestandteil einer

Reinigungs- und Sauganlage 300, die für aufgesaugten Frässchlamm FS einen Behälter 8 umfasst, der wiederum mittels einer

Klapptüre 9 und eines Hydraulikzylinders 10 entleerbar ist. An einer Unterseite 11 des tragenden Chassis bzw. Leiterrahmens 3 sind hydraulische Stützfüße angeordnet, von denen in dieser Seitenansicht nur der hydraulische Stützfuß 12 zu sehen ist. Diese hydraulischen Stützfüße 12 können auf einer Fahrbahndecke FBD abgestützt werden und stabilisieren die Fräsmaschine 100 während des Fräsens . [0053] Die Fig. 2 zeigt die Unterseite 11 der Fräsmaschine

100 aus der Fig. 1 bzw. des tragenden Chassis bzw. Leiterrahmens 3. In dieser Ansicht sind nun auch die restlichen Stützfüße 12a- 12c sichtbar, die Bestandteil einer Stabilisier- und

Nivelliervorrichtung 400 sind. In einem Winkel W, der annähernd 45 Grad beträgt, sind Querschienen 13a-13f angeordnet, in denen jeweils ein Trägerschlitten 14a-14f entlanglaufen kann, entlang einer jeweiligen translatorischen Verschieberichtung 15a-15f, jeweils angetrieben durch einen Servomotor 16a-16f.

[0054] Die Trägerschlitten 14a-14f sind teleskopisch über eine Fräsmaschinenbreite FMBi hinaus in den jeweiligen

Querschienen 13a-13f an beiden Seiten der Fräsmaschine 100 auf eine Arbeitsbreite ABi herausfahrbar, die wiederum und

idealerweise einer maximalen Fahrstreifenbreite entspricht.

[0055] Die Fräsköpfe la-lf sind mittels weiterer, nicht näher dargestellter Servomotoren in einer Verschieberichtung 17 auf ihren jeweiligen Trägerschlitten 14a-14f antreibbar. Die Vektorensumme aus der translatorischen Verschieberichtung 15a- 15f der Trägerschlitten 14a-14f und der Verschieberichtung 17 der Fräsköpfe la-lf ergibt eine Vorschubbewegung VBi, was wiederum verdeutlicht, dass bei stehender Fräsmaschine 100, fixiert und nivelliert durch die Stützfüße 12, 12a-12c und die Stabilisier- und Nivelliervorrichtung 400, die Fräsköpfe la-lf alleine durch die Vorschubbewegung VB entlang der annähernd 45- grädigen Querschienen die gewünschten Diagonalrillen bzw.

Frässtreifen in die Fahrbahndecke fräsbar sind.

[0056] In der Fig. 3 ist eine zweite Ausgestaltungsvariante einer erfindungsgemäßen Fräsmaschine 100a mit einer Unterseite IIa eines tragenden Chassis bzw. Leiterrahmens 3a schematisch dargestellt. Dieses Mal sind Querschienen 13g-131 in einem rechten Winkel Wi angeordnet, also senkrecht zu einer

Fahrtrichtung, die einem Kriechgang KG entspricht. In den

Querschienen 13g-131 sind jeweils Trägerschlitten 14g-141 angeordnet und mittels Servomotoren 16g-161 in jeweiligen translatorischen Verschieberichtungen 15g-151 antreibbar, sodass sie teleskopisch über eine Fräsmaschinenbreite FMB₂ hinaus bis auf eine Arbeitsbreite AB₂ herausfahrbar sind. Darüber hinaus sind Fräsköpfe lg-11 ebenfalls jeweils an den Trägerschlitten 14g-141 in einer Verschieberichtung 17a antreibbar.

[0057] Daraus ergibt sich eine Translationsbewegung TB, die beliebig aus der Verschiebebewegung 15g-151 der Trägerschlitten 14g-141 und der Verschiebebewegung 17a der Fräsköpfe lg-11 kombinierbar ist. Dadurch, dass das Fräsen bei dieser

Ausgestaltungsvariante einer erfindungsgemäßen Fräsmaschine 100a während des Fahrens, vorzugsweise in dem Kriechgang KG erfolgt, resultiert eine Vorschubbewegung VB₂, die die Vektorensumme der Translationsbewegung TB und des Kriechganges KG ist. Bei

Identität bzw. Synchronizität des Kriechganges KG mit der

Translationsbewegung TB resultiert also eine Vorschubbewegung VB₂, die dann in einem Winkel W₂ von 45 Grad zur Fahrtrichtung ausgerichtet ist. Wenn diese beiden Bewegungen hingegen nicht identisch bzw. synchron sind, so resultiert ein anderer Winkel, entsprechend dem Verhältnis der Geschwindigkeiten der beiden Bewegungen zueinander. Auf diese Weise sind Frässtreifen in beliebigen Winkeln fräsbar.

[0058] Nur schematisch dargestellte Walzfräsen 27a-27f an den Fräsköpfen lg-11 sind im gleichen Winkel W₂ ausgerichtet. Dieses Merkmal entfällt, sofern die Fräsköpfe lg-11 nicht mit Walzfräsen 27a-27f, sondern mit Stirn-Planfräsköpfen ausgerüstet sind.

[0059] Vorzugsweise vor dem Einlegen des Kriechganges KG wird die Fräsmaschine 100a stabilisiert und nivelliert mittels einer Stabilisier- und Nivelliervorrichtung 400a, die unter anderem in Z-Richtung bewegbare Stützräder 18a-18d umfasst. [0060] ^' Die Fig. 4 zeigt den Fräskopf la aus den Figuren 1 und 2, der einen Zylinder 19 umfasst, der um eine Rotationsachse RA in einer Rotationsbewegung RB in eine beliebige Fräsrichtung ausrichtbar ist. An diesem Zylinder 19 sind die Spritzdüse 6a für den Kühlschmierstoff KSS und die Saugdüse 7a für den

Frässchlamm FS befestigt. Diese beiden Düsen sind an den Seiten einer Fräswalze 27 angeordnet dargestellt, es kann aber auch die Spritzdüse 6a vor der Fräswalze 27 und die Saugleitung 7a dahinter angeordnet sein. Der gesamte Fräskopf la ist in der Z- Richtung entlang einer Zustellbewegung ZB zustellbar.

[0061] Der Antrieb eines so aufgebauten Fräskopfes la kann mittels eines nicht näher dargestellten Elektromotors oder eines hydraulischen Ölpumpenmotors erfolgen, der beispielhaft eine Schnecke 20 antreibt und diese wiederum ein erstes Schneckenrad 21, das drehfest auf einer ersten Achswelle 22 montiert ist und letztere in Drehlagern 23a und 23b drehbar gelagert ist. Das erste Schneckenrad 21 treibt ein zweites Schneckenrad 24 an, das drehfest auf einer zweiten Achswelle 25 montiert ist, die wiederum in Drehlagern 26a und 26b drehbar gelagert ist.

Ebenfalls drehfest auf der zweiten Achswelle 25 ist die

Fräswalze 27 angeordnet, mit Reihen von Einzelmessern 28 mit auswechselbaren Schneidplatten.

[0062] In der Fig. 5 ist eine beispielhafte mechanische

Antriebsvorrichtung 600 einer weiterhin erfindungsgemäßen

Fräsmaschine 100b schematisch dargestellt. Von einer

Hauptantriebswelle 29 werden mittels eines Differenzials 30 je eine Nebenantriebswelle 31a und 31b abgezweigt. An der

Nebenantriebswelle 31a ist ein weiteres Differenzial 30a zwischenmontiert, sodass die Rotation in jeweiligen

Stirnradgetrieben 32a und 32b synchronisiert ist. Diese beiden Stirnradgetriebe 32a und 32b drehen eine Antriebswelle 33, die eine durchgehende Nabe 34 aufweist .. Die Nabe 34 und vorzugsweise eine weitere, diametral gegenüberliegend, treiben mit einer Antriebsrotation AR und einem in dieser Fig. 5 nicht näher dargestellten Kegelradgetriebes im Inneren eines

Antriebsgehäuses 35 einen Fräskopf Im in einer entsprechenden Fräsrotation FR an. Der Fräskopf Im ist dieses Mal ein Stirn- Planfräskopf, an dessen Außenumfang Einzelmesser 28a mit vorzugsweise auswechselbaren Schneidplatten angeordnet sind.

[0063] Lediglich angedeutet ist ein in dem Antriebsgehäuse

35 angeordneter Servomotor 36a, der eine Zustellbewegung ΖΒχ des Fräskopfes Im besorgt, sowie ein ebenfalls lediglich

angedeuteter Servomotor 36b, der wiederum eine

Verschiebebewegung 17b entlang der Antriebswelle 33

bewerkstelligt. Die Verschiebebewegung 17b entspricht in diesem Fall einer Vorschubbewegung VB₃.

[0064] Die Fig. 6 zeigt von einer weiteren

Ausgestaltungsvariante einer erfindungsgemäßen Fräsmaschine 100c ein Antriebsgehäuse 35a, das rein mechanisch funktioniert.

Zwischen einer Gehäusewand 37 und einem Befestigungsring 38 ist ein erstes Kegelrad 39a so gelagert, dass es sich mittels

Kugelringen 40a und 40b in kreisförmigen Laufrillen 41a und 41b frei drehen kann. Gleichzeitig ist das erste Kegelrad 39a drehfest, aber axial verschieblich auf einer Antriebswelle 33a mit einer Nabe 34a gelagert.

[0065] Die Antriebswelle 33a ist in Spezialkugellagern 42a und 42b gelagert, die in einer folgenden Figur noch genauer erläutert werden. Diese Spezialkugellager 42a und 42b erlauben jedenfalls radiale Führung bei gleichzeitiger axialer

Verschiebbarkeit der Antriebswelle 33a. Dadurch ist

erfindungsgemäß gewährleistet, dass das Antriebsgehäuse 35a eine Antriebsrotation ARi von der Antriebswelle 33a für eine

Fräsrotation FRi eines Fräskopfes In abgreift, gleichzeitig aber in einer Verschieberichtung 17c verschiebbar bleibt.

[0066] Das erste Kegelrad 39a greift in ein zweites Kegelrad

39b ein, das wiederum drehfest auf einer Fräskopfwelle 43 befestigt ist. Die Letztere ist in Doppelrillenkugellagern 53a und 53b gelagert und rotiert um eine Rotationsachse RAi . Des Weiteren trägt die Fräskopfwelle 43, ebenfalls drehfest

montiert, ein Stirnzahnrad 44, das durch eine rückwärtige

Gehäuseöffnung 45 in eine Zahnstange 46 eingreift. Das

Stirnzahnrad 44 und die Zahnstange 46 sind Bestandteile eines Zahnstangengetriebes 700. Bei einer hier dargestellten, rein mechanischen Antriebsvorrichtung 600a bewirkt die

Antriebsrotation ARi der Antriebswelle 33a die Fräsrotation FR_lr gleichzeitig aber auch eine Vorschubbewegung VB₄.

[0067] Des Weiteren ist in dieser Fig. 6 noch zu erkennen, dass an dem Fräskopf In Einzelmesser 28b mit auswechselbaren Schneidplatten angeordnet sind und ein Wegbegrenzer 47 die Verschiebebewegung 17c begrenzt, indem die Antriebsrotation ARi gestoppt wird. Der Wegbegrenzer 47 ist vorzugsweise Bestandteil eines Wegmess- und Rotationsüberwachungssystems 800.

[0068] Die Fig. 7a zeigt in geschnittener Ansicht das

Spezialkugellager 42a aus der Fig. 6. Kugeln 50 laufen in einer äußeren Laufrille 52 eines Außenringes 54 und einer inneren Laufrille 51 eines Innenringes 55. Der Letztere weist diametral gegenüberliegend angeordnete Innennuten 48a und 48b auf, jeweils mit Kugellagerungen 49a und 49b oder Teflonlagern, die zwar radial die Antriebsrotation ARi der innenliegenden Antriebswelle 33a aus der Fig. 6 übertragen, aber axial, also senkrecht aus der Zeichnungsebene heraus, verschiebbar bleiben. Die Nabe 34a aus der Fig. 6 kann hierfür den Kugellagerungen 49a und 49b entsprechende Längslaufrillen aufweisen.

[0069] Das Gleiche gilt sinngemäß für das Kegelrad 39a aus der Fig. 7b, wo Innennuten 48c und 48d mit Kugellagerungen 49c und 49d radial halten, axial aber nicht.

[0070] In der Fig. 8 ist schematisch eine Fräsmaschine lOOd an einem Einsatzort EO dargestellt, der eine Autobahn A mit einer Fahrbahn FB ist, mit einem ersten Fahrstreifen FSti und einem zweiten Fahrstreifen FSt₂. Die Fahrstreifen FSti und FSt₂ sind durch Fahrbahnmarkierungen FBM₁-FBM₃ definiert. Auf dem ersten Fahrstreifen FSti sind bereits diagonal zu einer

Fahrdirektion FD Frässtreifen 56a-56f gefräst worden.

[0071] Die Fräsmaschine lOOd, bei der analog zu der

Fräsmaschine aus der Fig. 3 'Trägerschlitten 14m-14r mit

jeweiligen Fräsköpfen lo-lt senkrecht zur Fahrdirektion FD angeordnet sind, nähert sich auf dem zweiten Fahrstreifen FSt₂ den bereits gefrästen Frässtreifen 56a-56f, vorzugsweise austariert mit den drei Fräsköpfen lo-lq auf der linken Seite und den Fräsköpfen lr-lt auf der rechten Seite, alle jeweils ausgefahren in einer maximalen Arbeitsbreite AB₃.

[0072] Es genügt die Erfassung und Einmessung von

Frässtreifen-Enden 57a-57c der Frässtreifen 56d-56f und einer Fahrstreifenmitte FStM mittels eines opto-elektronischen

Erfassungssystems 500, sodass die Fräsköpfe lr-lt exakt

fortlaufend zu fräsen beginnen und die Frässtreifen 56d-56f über die Fahrbahnmarkierung FBM₂ und über die Fahrbahnmarkierung FBM₃ fortsetzen. Aus der gegenüberliegenden Richtung kommend, werden die Frässtreifen der Fräsköpfe lo-lq automatisch mit den

Frässtreifen 56a-56c fluchten, sofern die Fräsmaschine, die die Frässtreifen 56a-56f gefräst hat, die gleiche mit den gleichen Einsteilungen ist.

[0073] In der Fig. 9 ist schematisch dargestellt, dass eine

Fräsmaschine lOOe mit einem opto-elektronischen Erfassungssystem 500a ausgerüstet ist, das beispielsweise mittels eines

vorausfahrenden weißen Multivans MV sowohl eine Senke S mit einem Tiefpunkt TP im Längsverlauf einer Autobahn Ai, als auch eine Querneigung QN eingemessen und computerunterstützt erfasst werden kann, um einen neuen Einsatzort EOi zu ermitteln. Bezugszeichenliste la- 1t - Fräskopf

2 - Fahrerkabine

3, 3a - tragendes Chassis bzw. Leiterrahmen

4 - Kühlschmierstoff-Tank

5 - Befüllungsluke

6a- 6f - Spritzdüse

7a- 7f - Saugdüse

8 - Behälter für Frässchlamm

9 - Klapptüre

10 - Hydraulikzylinder

11, IIa - Unterseite von 3 .

12, 12a-12c - hydraulischer Stützfuß

13a- 131 - Querschiene

14a- 14r — Trägerschlitten

^' 15a- 151 - translatorische Verschieberichtung

16a- 161 - Servomotor

17, 17a-17c - Verschieberichtung von 1

18a- 18d - Stützrad

19 - Zylinder

20 - Schnecke

21 - erstes Schneckenrad

22 - erste Achswelle

23a, 23b - Drehlager

24 - zweites Schneckenrad

25 - zweite Achswelle

26a, 26b - Drehlager

27, 27a-27f - Fräswalze

28, 28a, 28b - Einzelmesser

29 - Hauptantriebswelle

30, 30a - Differenzial

31a, 31b - Nebenantriebswelle

32a, 32b - Stirnradgetriebe

33, 33a - Antriebswelle

34, 34a - Nabe , 35a - Antriebsgehäuse

a, 36b - Servomotor

- Gehäusewand

- Befestigungsring

a, 39b - Kegelrad

a, 40b - Kugelring

a, 41b - kreisförmige Laufrille

a, 42b - Spezialkugellager

- Fräskopf elle

- Stirnzahnrad

- Gehäuseöffnung

- Zahnstange

- Wegbegrenzer

a-48d - Innennut

a-49d - Kugellagerung, Teflonlager

- Kugel

- innere Laufrille

- äußere Laufrille

a, 53b - Doppelrillenkugellager

- Außenring

- Innenring

a-56f - Frässtreifen

a-57c - Frässtreifen-Enden 0, 100a-100e - Fräsmaschine

0 - Kühl- und Schmieranlage

0 - Reinigungs- und Sauganlage

0, 400a - Stabilisier- und Nivelliervorrichtung0, 500a - opto-elektronisches Erfassungssystem0, 600a - mechanische Antriebsvorrichtung0 - Zahnstangengetriebe

0 - Wegmess- und Rotationsüberwachungssystem

Ai - Autobahn

-AB₃ - Arbeitsbreite

ARi - Antriebsrotation EO, ΕΟχ - Einsatzort

FB - Fahrbahn

FBM₁-FBM₃ - Fahrbahnmarkierung

FBD - Fahrbahndecke

FD - Fahrdirektion, Fahrtrichtung

FMBi, F B₂ - Fräsmaschinenbreite

FR, FRi - Fräsrotation

FS - Frässchlamm

FSti, FSt₂ - Fahrstreifen

FStM - Fahrstreifenmitte

KG - Kriechgang

KSS - Kühlschmierstoff

MV - Multivan

QN - Querneigung

RA, RAi - Rotationsachse

RB - Rotationsbewegung

S - Senke

TB - Translationsbewegung

TP - Tiefpunkt

VB₁-VB₄ - Vorschubbewegung

W, Wi, W₂ - Winkel

ZB, ΖΒχ - Zustellbewegung

Claims

Patentansprüche

1. Fräsmaschine (100, 100a-100e) mit einer Fräsmaschinen- Unterseite (11, IIa), an der mindestens zwei Fräsköpfe (la-lt) in je einer parallelen Querschiene (13a-131) in mindestens einer translatorischen Verschiebebewegung (15a-151) einzeln verschieb- und steuerbar sind.

2. Fräsmaschine (100, 100a-100e) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fräsköpfe (la-lt) jeweils an einem Trägerschlitten (14a-14r) einzeln verschieb- und steuerbar angeordnet sind, der jeweils in der parallelen Querschiene (13a- 131) teleskopisch über eine Fräsmaschinenbreite (FMBi, FMB₂) hinaus auf eine Arbeitsbreite (AB1-AB3) ebenfalls verschieb- und steuerbar ist.

3. Fräsmaschine (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die parallelen Querschienen (13a- 13f) in einem Winkel (W) diagonal zu einer Fahrdirektion (FD) der Fräsmaschine (100) angeordnet sind und sich eine

Vorschubbewegung (VBi) der Fräsköpfe (la-lf) aus einer

Verschieberichtung (17) der Fräsköpfe (la-lf) in den

Trägerschlitten (14a-14f) und aus einer translatorischen

Verschieberichtung (15a-15f) der Trägerschlitten (14a-14f) in den Querschienen (13a-13f) zusammensetzt.

4. Fräsmaschine (100a, lOOd) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die parallelen Querschienen (13g-131) in einem rechten Winkel (W senkrecht zu der Fahrdirektion (FD) der Fräsmaschine (100a, lOOd) angeordnet sind und sich eine Vorschubbewegung (VB₂) der Fräsköpfe (lg-11) aus einer Verschieberichtung (17a) der Fräsköpfe (lg-11) in den Trägerschlitten (14g-141) und aus einer translatorischen

Verschieberichtung (15g-151) der Trägerschlitten (14g-141) in den Querschienen (13g-131) und aus einem Kriechgang (KG) in Fahrdirektion (FD) zusammensetzt.

5. Fräsmaschine (100, 100a-100e) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fräsmaschine (100, 100a-100e) eine Stabilisier- und Nivelliervorrichtung (400, 400a) mit Stützfüßen (12, 12a-12c) oder Stützrädern (18a-18d) umfasst .

6. Fräsmaschine (100, 100a-100e) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fräsmaschine (100, 100a-100e) eine Fahrwerksstabilisierung umfasst, die die

Federung und die Stoßdämpfer der Fräsmaschine (100, 100a-100e) verhärtet .

7. Fräsmaschine (100, 100a-100e) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fräsköpfe (la-lt) mittels einer Zustellbewegung (ZB, ZBi) in Z-Richtung zustellbar sind und Frässtreifen (56a-56f) in einem Gefälle fräsbar sind, das in einem Bereich von 0,5-5,0 % liegt und vorzugsweise 2,5 % beträgt..

8. Fräsmaschine (100, 100a-100e) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fräsmaschine (100, 100a-100e) eine Kühl- und Schmieranlage (200) und eine

Reinigungs- und Sauganlage (300) umfasst.

9. Fräsmaschine (100, 100a-100e) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebsrotation (AR, ARi) sowie eine Fräsrotation (FR, FRi) und die

Vorschubbewegung (VBx-VB^ mittels Elektromotoren erzeugbar ist.

10. Fräsmaschine (100, 100a-100e) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsrotation (AR, ARi) sowie die Fräsrotation (FR, FR_X) und die

Vorschubbewegung (VB₁-VB₄) mittels hydraulischer Olpumpenmotoren erzeugbar ist.

11. Fräsmaschine (100, 100a-100e) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsrotation (AR, ARi) sowie die Fräsrotation (FR, FR und die

Vorschubbewegung (VB_!-VB ) mittels einer mechanischen

Antriebsvorrichtung (600, 600a) erzeugbar ist, die ein

Zahnstangengetriebe (700) oder einen Spindelantrieb umfasst.

12. Fräsmaschine (100, 100a-100e) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsrotation (AR, ARi) sowie die Fräsrotation (FR, FRi) und die

Vorschubbewegung (VB1-VB₄) mittels Radnabenmotoren erzeugbar ist.

13. Fräsmaschine (100, 100a-100e) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustellbewegungen (ZB, ΖΒ ) der Fräsköpfe (la-lt) und die Vorschubbewegungen (VBj_.- VB₄) der Fräsköpfe (la-lt) mittels eines Wegmess- und

Rotationsüberwachungssystems (800) überwachbar sind.

14. Fräsmaschine (100, 100a-100e) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fräsmaschine (100, 100a-100e) ein opto-elektronisches Erfassungssystem (500, 500a) umfasst, mittels dessen eine Fahrstreifenmitte (FSt ) ,

Frässtreifen-Enden (57a-57c) bereits gefräster Frässtreifen (56a-56f), eine Querneigung (QN) und Senken (S) im Längsverlauf einer Fahrbahn (FB) erfassbar sind.

15. Verfahren zur Anwendung der Fräsmaschine (100) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass folgende Verfahrensschritte ausgeführt werden:

a) - Fortbewegen der Fräsmaschine (100) zu einem vorgegebenen Einsatzort (EO, EOi) ;

b) - falls kein Einsatzort (EO, EOi) vorgegeben ist, Erfassen und Einmessen eines Einsatzortes (EO, EOi) während des

Fortbewegens, mit dem opto-elektromagnetischen Erfassungssystem (500, 500a);

c) - Erfassen und Einmessen der Querneigung (QN) der Fahrbahn (FB);

d) - Erfassen und Einmessen der- Fahrstreifenmitte (FStM) und der Fahrbahnmarkierungen (FB ₁-FBM₃) ;

e) - Ausrichten der Fräsmaschine (100) mittig auf einem ersten Fahrstreifen (FSti) und parallel zu den Fahrstreifenmarkierungen (FBMi, FMB₂) ;

f) - Herunterfahren der Stützfüße (12, 12a-12c) auf die

Fahrbahndecke (FBD) ;

g) - Stabilisieren und Nivellieren der Fräsmaschine (100) mit der Stabilisier- und Nivelliervorrichtung (400, 400a);

h) - Ausfahren der Fräsköpfe (la-lf) und der Trägerschlitten (14a-14f), sodass die Fräsköpfe (la-lf) über die erste

Fahrbahnmarkierung (FBMi) des ersten Fahrstreifens (FStJ hinausragen;

i) - Einschalten der Kühl- und Schmieranlage (200) ;

j) - Einschalten der Reinigungs- und Sauganlage (300);

k) - Zustellen der Fräsköpfe (la-lf) auf die Fahrbahndecke (FBD) in das Z-Fräsmaß;

1) - Betätigen des Vorschubantriebs (VBi) ;

m) - Fräsen der Frässtreifen (56a-56f) bis an eine zweite

Fahrbahnmarkierung (FBM₂) des ersten Fahrstreifens (FSti);

n) - Zurückfahren der Fräsköpfe (la-lf) in Z-Richtung;

o) - Abschalten der Kühl- und Schmieranlage (200) ;

p) - Abschalten der Reinigungs- und Sauganlage (300) ;

q) - Einfahren der Fräsköpfe (la-lf) und der Trägerschlitten

(14a-14f);

r) - Hochfahren der Stützfüße (12, 12a-12c) ;

s) - Fortbewegen der Fräsmaschine (100) auf einen zweiten, zum ersten benachbarten Fahrstreifen (FSt₂) ;

t) - Erfassen und Einmessen der Frässtreifen-Enden (57a-57c) am Übergang zwischen dem ersten Fahrstreifen (FSti) und dem zweiten Fahrstreifen (FSt₂) ;

u) - Ausrichten der Fräsmaschine (100) auf dem zweiten

Fahrstreifen (FSt₂) ; v) - Wiederholen der Verfahrensschritte d)-s), sinngemäß.

16. Verfahren zur Anwendung der Fräsmaschine (100a-100e) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass folgende

Verfahrensschritte ausgeführt werden:

a' ) - Fortbewegen der Fräsmaschine (100a-100e) zu einem

vorgegebenen Einsatzort (EO, EOi) ;

b' ) - falls kein Einsatzort (EO, EOi) vorgegeben ist, Erfassen und Einmessen eines Einsatzortes (EO, EOi) während des

Fortbewegens, mit dem opto-elektromagnetischen Erfassungssystem (500, 500a);

c' ) - Erfassen und Einmessen der Querneigung (QN) der Fahrbahn (FB);

d' ) - Erfassen und Einmessen der Fahrstreifenmitte (FSt ) und der Fahrbahnmarkierungen (FBM₁-FBM₃) ;

e' ) - Ausrichten der Fräsmaschine (100a-100e) mittig auf einem ersten Fahrstreifen (FSti) und parallel zu den

Fahrstreifenmarkierungen (FBMi, FBM₂) ;

f' ) - Herunterfahren der Stützräder (18a-18d) auf die

Fahrbahndecke (FBD) oder Einschalten der fahrwerksstabilisierten Arbeitsposition;

g' ) - Stabilisieren und Nivellieren der Fräsmaschine (100a-100e) mit der Stabilisier- und Nivelliervorrichtung (400, 400a);

h' ) - Ausfahren der Fräsköpfe (lg-lt) und der Trägerschlitten (14g-14r), sodass die Fräsköpfe (lg-lt) über eine erste

Fahrstreifenmarkierung (FBMi) des ersten Fahrstreifens (FSti) hinausragen;

i' ) - Einschalten der Kühl- und Schmieranlage (200) ;

j') - Einschalten der Reinigungs- und Sauganlage (300);

k' ) - Zustellen der Fräsköpfe (lg-lt) auf die Fahrbahndecke (FBD) in das Z-Fräsmaß;

1' ) - Betätigen der Translationsbewegung (TB) und gleichzeitiges Betätigen ,des Kriechganges (KG) ;

m' ) - Fräsen der Frässtreifen (56a-56f) bis an eine zweite Fahrstreifenmarkierung (FB ₂) des ersten Fahrstreifens (FSt₂) ; n' ) - Zurückfahren der Fräsköpfe (lg-lt) in Z-Richtung; o' ) - Abschalten der Kühl- und Schmieranlage (200) ;

p' ) - Abschalten der Reinigungs- und Sauganlage (300) ;

q' ) - Einfahren der Fräsköpfe (lg-lt) und der Trägerschlitten

(14g-14r);

r' ) - Hochfahren der Stützräder (18a-18d) oder Ausschalten der fahrwerks stabilisierten Arbeitsposition;

s' ) - Fortbewegen der Fräsmaschine (100a-100e) auf einen zweiten, zum ersten benachbarten Fahrstreifen (FSt₂) ;

t' ) - Erfassen und Einmessen der Frässtreifen-Enden (57a-57c) am Übergang zwischen dem ersten Fahrstreifen (FSti) und dem zweiten Fahrstreifen (FSt₂) ;

u' ) - Ausrichten der Fräsmaschine (100a-100e) auf dem zweiten Fahrstreifen (FSt₂) ;

v' ) - Wiederholen der Verfahrensschritte d')-s')_r sinngemäß.