[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wechselaggregat zur Material abtragenden Bearbeitung
eines Bodens ausgehend von einer Bodenoberfläche, wobei das Wechselaggregat zur betriebsmäßigen
körperlichen und funktionalen Kopplung mit einem Maschinenrahmen einer Straßenbaumaschine
ausgebildet ist, wobei das Wechselaggregat umfasst:
- ein Gehäuse, wobei das Gehäuse in einem Verbindungsabschnitt zur körperlichen Kopplung
des Wechselaggregats mit der Straßenbaumaschine Verbindungsformationen zur Verbindung
des Wechselaggregats mit einem Maschinenrahmen einer Straßenbaumaschine aufweist,
und wobei das Gehäuse in einem vom Verbindungsabschnitt entfernt gelegenen Arbeitsabschnitt
eine Arbeitsöffnung aufweist,
- ein Abtragswerkzeug, welches am Gehäuse um eine Arbeitsachse drehbar gelagert ist
und von welchem ein Umfangsabschnitt aus der Arbeitsöffnung ragt,
- eine am Gehäuse drehbar gelagerte, mit einem Antriebsriemen koppelbare Antriebs-Riemenscheibe
zur funktionalen Kopplung des Wechselaggregats mit der Straßenbaumaschine,
- ein Übertragungsgetriebe, welches Drehmoment und Drehbewegung von der Antriebs-Riemenscheibe
unter Umkehrung des Drehsinns zum Abtragswerkzeug überträgt, wobei wenigstens die
Drehachse der Antriebs-Riemenscheibe mit Abstand von der Arbeitsachse verläuft.
[0002] Ein solches Wechselaggregat mit einer Fräswalze als Abtragswerkzeug ist beispielsweise
aus der
DE 10 2012 008 252 A1 bekannt. Wiederholt lösbar mit einem Maschinenrahmen einer Straßenfräsmaschine verbindbare
Fräswalzenkasten sind jedoch gang und gäbe.
[0003] Aus der
EP 1294991 B2, der
DE 10 2012 024 770 A1 und der
DE 10 2012 024 452 A1 sind außerdem Fräswalzenaggregate für Straßenfräsmaschinen bekannt, welche einen
zusätzlichen Antrieb aufweisen, um die Fräswalze unabhängig vom Hauptantrieb der Fräswalze
drehen zu können. Die
DE 10 2012 024 770 A1 und
EP 1294991 B2 lehren, die Hilfsantriebe zu Wartungszwecken einzusetzen, um eine Fräswalze mit niedriger
Geschwindigkeit bzw. schrittweise um ihre Arbeitsachse drehen zu können, sodass ein
Werker die am Walzenmantel der Fräswalze verteilt angeordneten Fräsmeißel prüfen und
gegebenenfalls warten kann. Die
DE 10 2012 024 452 A1 lehrt, eine Fräswalze mit einem zusätzlichen Antrieb auf eine Drehzahl nahe ihrer
Abtragsdrehzahl im bestimmungsgemäßen Betrieb zu beschleunigen, um dann schlupffrei
den Hauptantrieb einzukuppeln und den zusätzlichen Antrieb auszukuppeln.
[0004] Aus der
US 8056549 B1 ist eine Bodenbearbeitungsmaschine eigener Art bekannt, welche als Abtragswerkzeug
eine Schneidwalze mit einer Mehrzahl von Schneidscheiben aufweist, welche bezüglich
der Arbeitsachse des Abtragswerkzeugs mit axialem Abstand voneinander angeordnet sind.
Diese als "Grooving-Walze" bezeichnete Schneidwalze dient der Oberflächentexturierung
eines Bodens, etwa zur nutenden Bearbeitung einer Bodenoberfläche. Im Gegensatz zu
den zuvor genannten Fräswalzen, welche eine Bodenoberfläche über ihre Arbeitsbreite
bis zu einer jeweils eingestellten Frästiefe längs der Vorschubbahn der Fräswalze
vollständig abtragen, wird beim Einsatz einer Grooving-Walze oder allgemein einer
oberflächentexturierenden Walze ein definiertes Oberflächenprofil des zu bearbeitenden
Bodens als Arbeitsergebnis erzeugt. Dies bedeutet in der Regel, dass über die Arbeitsbreite
der oberflächentexturierenden Walze nur ein Teil der Bodenoberfläche definiert abgetragen
wird, während ein anderer Teil der Bodenoberfläche im Ursprungszustand verbleibt.
[0005] Das aus dem Stand der Technik bekannte eingangs genannte Fräs-Wechselaggregat mit
einer daran lösbar aufnehmbaren und befestigbaren Fräswalze weist zumindest einen
erheblichen Teil des Übertragungsgetriebes in einem Innenrohr auf, welches die Material
abtragende Fräswalze für den Abtragsbetrieb aufnimmt und welches von der Fräswalze
im betriebsbereiten Zustand radial außen umgeben ist. Das Übertragungsgetriebe befindet
sich daher zum einen im Drehmomentpfad zwischen der Antriebs-Riemenscheibe als der
einzigen am Gehäuse des bekannten Fräs-Wechselaggregats vorstehenden Riemenscheibe
und der Fräswalze und ist zum anderen radial außen von der Fräswalze umgeben.
[0006] Aufgrund der geringen Schnittgeschwindigkeiten, die etwa 10 ms
-1 oder weniger betragen, sowie der verhältnismäßig großen Schnittkreisdurchmesser von
Fräswalzen im Bereich von etwa 0,8 m bis 1,2 m ist das Übertragungsgetriebe des bekannten
Fräs-Wechselaggregats ein Drehzahl-Untersetzungsgetriebe, welches die wesentlich höhere
Drehzahl des Antriebsmotors der Fräswalze stark untersetzt. Das für die typischen
Drehzahl-Untersetzungsverhältnisse von Straßenfräsmaschinen im Bereich von 18:1 bis
21:1 notwendige Planetengetriebe ist aufwendig herzustellen und zu montieren, findet
jedoch vorteilhaft radial innerhalb des die Fräsmeißel tragenden Fräswalzenrohrs im
Falle von wechselbaren Fräswalzen sogar innerhalb des dauerhaft um die Arbeitsachse
drehbar am Gehäuse des Wechselaggregats gelagerten Innenrohrs Platz.
[0007] Dann jedoch, wenn das rotierende Abtragswerkzeug eine Innenausnehmung mit einer lichten
Weite von weniger als 50 cm aufweist, kann ein solches Abtragswerkzeug nicht mehr
von einem herkömmlichen Wechselaggregat, wie es eingangs beschrieben ist, aufgenommen
werden, da ein solches Abtragswerkzeug beim Versuch, es an dem Wechselaggregat betriebsbereit
zum Einsatz zu bringen, unvermeidlich mit dem herkömmlichen Übertragungsgetriebe kollidieren
würde, bevor es auch nur annähernd einsatzbereit wäre.
[0008] Die oben beschriebenen oberflächentexturierenden Abtragswerkzeuge arbeiten üblicherweise
mit deutlich höheren Schnittgeschwindigkeiten als Fräswalzen. Zur Vermeidung unerwünscht
hoher um die Arbeitsachse wirkender Massenträgheitsmomente derartiger Abtragswerkzeuge
werden diese mit deutlich geringeren Schnittkreisdurchmessern als herkömmliche Fräswalzen
ausgebildet. Dafür ist ihre Drehzahl während ihres bestimmungsgemäßen Abtragsbetriebs
deutlich höher als die Abtragsdrehzahl herkömmlicher Fräswalzen.
[0009] Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine technische Lehre anzugeben, welche
es ermöglicht, herkömmliche Straßenfräsmaschinen, die maschinenrahmenseitig zum Abfräsen
von Bodenoberflächen unter Verwendung von mit einzelnen Fräsmeißeln bestückten Fräswalzen
ausgebildet sind, auch für andere Arten der Bodenbearbeitung einzusetzen, insbesondere
zur Texturierung von Bodenoberflächen.
[0010] Diese Aufgabe löst die vorliegende Erfindung durch ein Wechselaggregat der eingangs
genannten Art, bei welchem eine Arbeitswellenanordnung eine Gehäusewandung des Gehäuses
durchsetzt, wobei die Arbeitswellenanordnung das Abtragswerkzeug mit einem auf der
vom Abtragswerkzeug abgewandten Seite der Gehäusewandung angeordneten Arbeits-Getriebebauteil
zur gemeinsamen gleichsinnigen Drehung verbindet, wobei das Übertragungsgetriebe zwischen
der Antriebs-Riemenscheibe und dem Arbeits-Getriebebauteil angeordnet ist.
[0011] Das erfindungsgemäße Wechselaggregat weist also nicht nur die Antriebs-Riemenscheibe,
sondern zusätzlich zu dieser ein Arbeits-Getriebebauteil auf, welches durch die Gehäusewandung
vom Abtragswerkzeug abgeschirmt ist. Das Übertragungsgetriebe kann so Drehmoment von
der Antriebs-Riemenscheibe zum Arbeits-Getriebebauteil mit einem gewünschten Übertragungsverhältnis
unter Umkehrung des Drehsinns übertragen. Das Arbeits-Getriebebauteil überträgt schließlich
mittels der Arbeitswellenanordnung das Drehmoment und die vom Übertragungsgetriebe
übertragene Drehbewegung einfach und effizient als gleichsinnige Drehbewegung auf
das Abtragswerkzeug.
[0012] Somit kann auch ein Abtragswerkzeug mit erheblich kleineren Abmessungen, insbesondere
kleineren, bezüglich der Arbeitsachse, radialen Abmessungen, im Wechselaggregat aufgenommen
sein und über die Antriebs-Riemenscheibe angetrieben werden. Die Antriebs-Riemenscheibe
ist mit einer Antriebskraftquelle einer ursprünglich als Straßenfräsmaschine ausgestalteten
Straßenbaumaschine koppelbar. Denn Straßenfräsmaschinen übertragen Drehmoment zwischen
ihrer Antriebskraftquelle und der Antriebs-Riemenscheibe des Fräs-Wechselaggregats
ebenfalls mit einem Antriebsriemen. Das Wechselaggregat der vorliegenden Anmeldung
nutzt somit die straßenbaumaschinenseitigen Vorrichtungen zur Drehmomentübertragung
und gestattet eine Ankopplung an diese. Somit kann eine Straßenfräsmaschine, an welche
zunächst ein herkömmliches Fräs-Wechselaggregat mit darin aufgenommener Fräswalze
angekoppelt ist, durch Austausch des herkömmlichen Fräs-Wechselaggregats gegen das
oben beschriebene Wechselaggregat für andere Bodenbearbeitungen als Fräsen umgerüstet
werden. Dies gilt selbstverständlich auch in umgekehrter Richtung für eine Umrüstung
von einer anderen Bodenbearbeitung als Fräsen auf eine Fräsbearbeitung.
[0013] Da das Abtragswerkzeug des Wechselaggregats der vorliegenden Anmeldung einerseits
in der Regel eine erheblich kleinere radiale Abmessungen bezüglich der Arbeitsachse
aufweist als eine Fräswalze, andererseits jedoch in Kontakt mit dem zu bearbeitenden
Boden gebracht werden muss, liegt bei ansonsten vergleichbaren Abmessungen des Gehäuses
bekannter Fräs-Wechselaggregate einerseits und des Gehäuses des vorliegenden Wechselaggregats
andererseits die Arbeitsachse des Wechselaggregats der vorliegenden Anmeldung in größerer
Entfernung von dem Verbindungsabschnitt des Gehäuses als die Fräsachse eines Fräs-Wechselaggregats
mit Fräswalze. Die etwa gleichen Abmessungen der Gehäuse einmal des Fräs-Wechselaggregats
und einmal des vorliegenden Wechselaggregats beruhen auf ihrer Verbindbarkeit mit
und ihrer bestimmungsgemäßen Einsetzbarkeit an ein und demselben Maschinenrahmen einer
Straßenbaumaschine für eine jeweilige Bodenbearbeitung.
[0014] Es ist zwar nicht ausgeschlossen, dass die Arbeitswellenanordnung eine Mehrzahl von
Antriebswellen, etwa als Arbeitswellenzug beispielsweise mit etwaiger Vorgelegewelle,
umfasst, welche drehmomentübertragend miteinander in Verbindung stehen. Aus Gründen
einfacher Herstellung und Montage sowie verminderter Schadensanfälligkeit ist jedoch
eine einzige Arbeitswelle als Arbeitswellenanordnung bevorzugt, welche das Arbeits-Getriebebauteil
starr mit dem Abtragswerkzeug zur drehzahlgleichen und gleichsinnigen Rotation verbindet.
[0015] Grundsätzlich kann das Arbeits-Getriebebauteil ein beliebiges Getriebebauteil sein,
wie beispielsweise ein Zahnrad, insbesondere ein Stirnzahnrad, oder sogar ein Reibrad.
Bevorzugt ist jedoch das Arbeits-Getriebebauteil eine Arbeits-Riemenscheibe. Dann
kann beispielsweise gemäß einer ersten, weniger bevorzugten Ausführungsform ein von
einem Motor am Maschinenrahmen zur umlaufenden Bewegung angetriebener Antriebsriemen
Drehmoment auf die Arbeits-Riemenscheibe übertragen. Die Antriebs-Riemenscheibe wird
dabei im Wesentlichen benötigt, um den Antriebsriemen an ihr abzustützen. Der Antriebsriemen
stützt sich dann mit seiner radial inneren, zu dem vom Antriebsriemen umschlossenen
Volumen weisenden Innenfläche an der Antriebs-Riemenscheibe ab und liegt mit seiner
entgegengesetzten radial äußeren Außenfläche drehmomentübertragend an der Arbeits-Riemenscheibe
an. Dann bilden die Antriebs-Riemenscheibe, die Arbeits-Riemenscheibe und der Antriebsriemen
das Übertragungsgetriebe, da das Anliegen der genannten Riemenscheiben an entgegengesetzten
Seiten des Antriebsriemens eine Umkehrung des Drehsinns bewirkt, so dass die Arbeits-Riemenscheibe
verglichen mit der Antriebs-Riemenscheibe mit entgegengesetztem Drehsinn rotiert.
Durch die Wahl der Durchmesser der Arbeits-Riemenscheibe und einer von einer maschinenseitigen
Antriebskraftquelle antreibbaren maschinenrahmenseitigen Ausgangs-Riemenscheibe kann
in gewissen Grenzen ein Drehzahl-Übertragungsverhältnis zwischen der maschinenrahmenseitigen
Antriebskraftausgabe und dem Abtragswerkzeug eingestellt werden.
[0016] Zur Erzielung eines möglichst großen Umschlingungswinkels der Arbeits-Riemenscheibe
kann eine weitere Riemenscheibe derart vorgesehen sein, dass die Arbeits-Riemenscheibe
zwischen der Antriebs-Riemenscheibe und der weiteren Riemenscheibe gelegen ist.
[0017] Wegen der verhältnismäßig großen benötigten Länge des Antriebsriemens ist diese Ausgestaltung
des Wechselrahmens zwar möglich, jedoch nicht bevorzugt.
[0018] Die Ausgestaltung des Arbeits-Getriebebauteils als Arbeits-Riemenscheibe hat jedoch
den weiteren Vorteil, dass am Wechselaggregat ein gesonderter Arbeitsriementrieb ausgebildet
und angeordnet sein kann, welcher dauerhaft am Wechselaggregat verbleiben kann. Riementriebe
haben sich als Mittel zur Übertragung von Drehmoment an Straßenbaumaschinen bewährt.
[0019] In konkreterer konstruktiver Ausgestaltung des zuvor genannten Arbeitsriementriebs
kann das Übertragungsgetriebe eine Zwischen-Riemenscheibe, eine erste Kopplungsvorrichtung
und einen Arbeitsriemen als zweite Kopplungsvorrichtung aufweisen, wobei die erste
Kopplungsvorrichtung die Antriebs-Riemenscheibe und die Zwischen-Riemenscheibe drehmomentübertragend
miteinander koppelt und wobei der Arbeitsriemen die Zwischen-Riemenscheibe und die
Arbeits-Riemenscheibe drehmomentübertragend miteinander koppelt. Von außen sind dann
am Gehäuse bevorzugt nur die genannten Riemenscheiben: Antriebs-Riemenscheibe, Zwischen-Riemenscheibe,
Arbeits-Riemenscheibe und der Arbeitsriemen erkennbar.
[0020] Eine einfache Möglichkeit zur Realisierung der vom Übertragungsgetriebe geforderten
Umkehr des Drehsinns kann dadurch erzielt werden, dass das Übertragungsgetriebe als
die erste Kopplungsvorrichtung eine Zahnrad-Getriebestufe mit einer geraden Anzahl
an kämmenden Zahnrädern aufweist, sodass im gesamten Zahnradzug eine Umkehr des Drehsinns
stattfindet. Beispielsweise kann mit vier Zahnrädern ein verhältnismäßig großer Achsabstand
mit ebenso verhältnismäßig geringem Bauraum der Zahnrad-Getriebestufe überbrückt werden,
da jedes der vier Zahnräder mit kleinerem Durchmesser ausgebildet werden kann als
wenn als derselbe Achsabstand von nur zwei Zahnrädern überbrückt wäre. Aus Gründen
einer möglichst niedrigen Bauteileanzahl und damit eines möglichst geringen Montageaufwands
kann die Zahnrad-Getriebestufe genau zwei kämmende Zahnräder aufweisen. Bevorzugt
sind die Zahnräder der Zahnradgetriebestufe Stirnzahnräder, so dass die Zahnrad-Getriebestufe,
bezogen auf die Zahnrad-Drehachsen, einen möglichst geringen axialen Bauraum beansprucht.
Bevorzugt sind die Zahnrad-Drehachsen zur Arbeitsachse parallel.
[0021] Da das Abtragswerkzeug, verglichen mit herkömmlichen Fräswalzen und ihrem Schnittkreisdurchmesser
von zwischen 0,8 m bis 1,2 m, bevorzugt einen deutlich kleineren Schnittkreisdurchmesser
von 0,6 m oder weniger aufweist, kann die Zahnrad-Getriebestufe problemlos vollständig
radial - bezüglich der Arbeitsachse - außerhalb des radialen Erstreckungsbereichs
des Abtragswerkzeugs angeordnet sein. Dadurch entfällt die bei Fräs-Wechselaggregaten
bestehende Notwendigkeit, das Übertragungsgetriebe oder Teile davon radial innerhalb
des Abtragswerkzeugs anzuordnen. Da das Übertragungsgetriebe nicht in das Abtragswerkzeug
passen muss, unterliegt der Konstrukteur des Wechselaggregats in der Gestaltung des
Übertragungsgetriebes nicht den bei Fräs-Wechselaggregaten bekannten räumlichen Einschränkungen.
[0022] Zur möglichst guten Ausnutzung der axialen Abmessung des Wechselaggregats längs der
Arbeitsachse zur Aufnahme von Bodenmaterial abtragenden Schneidwerkzeugen und zur
Erzielung einer möglichst großen Arbeitsbreite bei vorgegebener Abmessung des Wechselaggregats
ist bevorzugt die Zahnrad-Getriebestufe axial - bezüglich der Arbeitsachse - mit dem
axialen Erstreckungsbereich des Abtragswerkzeugs überlappend angeordnet. Diese axial
überlappende Anordnung wird insbesondere durch die vollständige Anordnung der Zahnrad-Getriebestufe
radial außerhalb des Abtragswerkzeugs erleichtert.
[0023] Dann kann anders als bei Fräs-Wechselaggregaten, bei welchen wegen des wenigstens
abschnittsweise radial innerhalb der Fräswalze gelegenen Drehzahl-Untersetzungsgetriebes
der Abstand der antriebsseitigen Gehäusewand von der nächstgelegenen Stirnseite der
Fräswalze häufig erheblich größer ist als der Abstand der nullseitigen Gehäusewand
von der entgegengesetzten Stirnseite der Fräswalze, das Abtragswerkzeug sowohl auf
der Antriebsseite als auch auf der Nullseite etwa gleich nah an die jeweiligen Gehäusewände
herangeführt sein.
[0024] Eine Bodenmaterial abtragende Bodenbearbeitung führt unvermeidlich zu einer aggressiven,
partikelgeladenen unmittelbaren Umgebung des Abtragswerkzeugs während des bestimmungsgemäßen
Abtragsbetriebs. Das rotierende Abtragswerkzeug besitzt während des Abtragsbetriebs
eine hohe kinetische Energie, die es auf vom Boden abgetragene Partikel überträgt.
Um zu verhindern, dass die Zahnrad-Getriebestufe durch die aggressive abrasive Umgebung
des Abtragswerkzeugs beeinträchtigt oder gar beschädigt wird, ist die Zahnrad-Getriebestufe
bevorzugt körperlich vom Abtragswerkzeug abgeschirmt. Bevorzugt ist die Zahnrad-Getriebestufe
in einem Getriebestufengehäuse aufgenommen, welches die Zahnrad-Getriebestufe allseits
umschließt. So kann die Zahnrad-Getriebestufe als allseits eingehauste Baugruppe mitsamt
ihres Gehäuses einfach transportiert, bevorratet und getauscht werden Eine Vereinfachung
im Aufbau durch Verringerung der erforderlichen Bauteileanzahl kann dadurch erreicht
werden, dass eine Wand des Getriebestufengehäuses auch eine Wand des Gehäuses des
Wechselaggregats ist.
[0025] Bevorzugt sind die Antriebs-Riemenscheibe und das Arbeits-Getriebebauteil, insbesondere
als Arbeits-Riemenscheibe, weiter bevorzugt auch die Zwischen-Riemenscheibe, alle
an derselben Wand des Gehäuses des Wechselaggregats angeordnet und stehen von dieser
zur selben Seite vor. Straßenbaumaschinen weisen in der Regel eine Antriebsseite auf,
von welcher aus Drehmoment dem Abtragswerkzeug zugeführt und in dieses eingeleitet
wird. Der Antriebsseite liegt längs der Arbeitsachse die so genannte Nullseite gegenüber.
Die Gehäusewand, von welcher das Arbeits-Getriebebauteil und die genannten Riemenscheiben
abstehen, ist bevorzugt die antriebsseitige Wand des Wechselaggregats. An dieser Wand
ist wegen der räumlichen Nähe zur Antriebs-Riemenscheibe und zur Zwischen-Riemenscheibe
bevorzugt auch die Zahnrad-Getriebestufe angeordnet. Die antriebsseitige Wand des
Wechselaggregats kann daher auch eine Wand des Getriebestufengehäuses sein.
[0026] Zur Ausnutzung des im Gehäuse des Wechselaggregats zur Verfügung stehenden Raumes
befindet sich die Zahnrad-Getriebestufe bevorzugt auf derselben Seite der Wand des
Wechselaggregats wie das Abtragswerkzeug, also auf der entgegengesetzten Seite der
Wand, von welcher die Antriebs-Riemenscheibe, das Arbeits-Getriebebauteil und gegebenenfalls
auch die Zwischen-Riemenscheibe auskragen.
[0027] Zur Erzielung einer kompakten Bauform ist ein Zahnrad der Zahnrad-Getriebestufe mit
der Antriebs-Riemenscheibe zur gleichsinnigen und drehzahlgleichen Rotation verbunden
und ist ein weiteres Zahnrad mit der Zwischen-Riemenscheibe zur gleichsinnigen und
drehzahlgleichen Rotation verbunden. Bevorzugt sind die beiden genannten Zahnräder
jeweils durch eine starre Welle mit den genannten Riemenscheiben verbunden. Abhängig
von dem durch die Zahnrad-Getriebestufe zu überbrückenden Achsabstand zwischen Antriebs-Riemenscheibenachse
und Zwischen-Riemenscheibenachse können die beiden mit den jeweiligen Riemenscheiben
unmittelbar gekoppelten Zahnräder die einzigen Zahnräder der Zahnrad-Getriebestufe
sein oder kann eine gerade Anzahl von weiteren Zahnrädern zur Drehmomentübertragung
zwischen den Zahnrädern angeordnet sein.
[0028] Abtragswerkzeuge mit kleineren Schnittkreisdurchmessern als die bekannten Fräswalzen
drehen bei bestimmungsgemäßem Abtragsbetrieb häufig mit höheren Drehzahlen als Fräswalzen.
Daher ist es anders als bei Fräswalzen nicht notwendig, die maschinenrahmenseitig
von der Straßenbaumaschine gelieferte Antriebsriemen-Drehzahl stark zu reduzieren.
Die Zahnrad-Getriebestufe weist daher bevorzugt ein Drehzahl-Übertragungsverhältnis
von zwischen 0,3 und 5 auf, verglichen mit einem Drehzahl-Untersetzungsverhältnis
von etwa 20:1 bei Fräswalzen. Dabei sind Drehzahl-Übertragungsverhältnisse in der
Nähe von eins bevorzugt, also vorzugsweise von zwischen 0,5 und 2, besonders bevorzugt
von zwischen 0,75 und 1,5. Die Wahl des genauen Drehzahl-Übertragungsverhältnisses
der Zahnrad-Getriebestufe hängt auch von den gewählten Durchmessern der am Drehmoment-Übertragungspfad
beteiligten Riemenscheiben ab, jedoch ist ein Drehzahl-Übertragungsverhältnis von
zwischen 0,9 und 1,3 besonders bevorzugt, da dies die Verwendung von etwa gleich großen
Zahnrädern in der Zahnrad-Getriebestufe ermöglicht. Bevorzugt ist das Drehzahl-Übertragungsverhältnis
wenigstens geringfügig von 1 verschieden, um zu verhindern, dass pro Zahnradumdrehung
stets die gleichen Zähne paarweise miteinander in Eingriff gelangen, was zu unerwünscht
hohem Verschleiß der Zahnflanken führen kann.
[0029] Das im vorhergehenden Absatz zum Drehzahl-Übertragungsverhältnis der Zahnrad-Getriebestufe
Gesagte gilt dann, wenn die Zahnrad-Getriebestufe mehr als zwei Zahnräder aufweist,
bevorzugt für das Drehzahl-Übertragungsverhältnis einer jeden Zahnradpaarung.
[0030] Das üblicherweise schneller als bekannte Fräswalzen rotierende Abtragswerkzeug weist
bei bestimmungsgemäßem Betrieb eine Schnittgeschwindigkeit von zwischen 20 und 80
ms
-1, vorzugsweise von zwischen 29 und 62 ms
-1, auf.
[0031] Grundsätzlich kann das Abtragswerkzeug ein beliebiges Abtragswerkzeug zur Bodenmaterial
abtragenden Oberflächentexturierung einer Bodenoberfläche sein. Bevorzugt ist das
Abtragswerkzeug eine Schneidwalze zur nutenden Bearbeitung von Bodenoberflächen. Solche
Schneidwalzen sind im Stand der Technik auch als "Grooving-Walzen" oder auch als "Grinding-Walzen"
bekannt. Derartige Walzen können längs der Arbeitsachse aufeinanderfolgend, gegebenenfalls
unter Zwischenanordnung von axialen Abstand definierenden Abstandselementen, Schneidscheiben
aufweisen, welche längs ihres Umfangs mit Schneiden versehen sind. Häufig weisen diese
Schneidscheiben geometrisch unbestimmte Schneiden durch an ihrer Außenfläche gebundenes
Korn, wie beispielsweise keramisches Korn oder Diamant, auf.
[0032] Da die Abtragswerkzeuge des hier vorgestellten Wechselaggregats bei bestimmungsgemäßem
Abtragsbetrieb mit vergleichsweise hohen Drehzahlen drehen, kann es für ein für den
Antriebsstrang möglichst schonendes Erreichen der Betriebsdrehzahl vorteilhaft sein,
wenn das Wechselaggregat einen Anlaufmotor aufweist, welcher unter Zwischenanordnung
einer Anlaufkupplung trennbar drehmomentübertragend mit dem Abtragswerkzeug in Verbindung
steht. Dann kann der Anlaufmotor das Abtragswerkzeug ausgehend vom Stillstand auf
eine erste Grenzdrehzahl beschleunigen, von welcher aus ein maschinenrahmenseitiger
Motor den weiteren Drehantrieb des Abtragswerkzeugs übernimmt. Der Anlaufmotor kann
dann durch die Anlaufkupplung vom Antriebsstrang des Abtragswerkzeugs getrennt werden,
so dass ein unerwünschtes Schleppen des Anlaufmotors durch den maschinenrahmenseitigen
Motor als den Hauptantrieb des Abtragswerkzeugs vermieden werden kann. Als Anlaufkupplung
im Sinne der vorliegenden Anmeldung gilt auch ein Freilauf.
[0033] Bevorzugt ist die Anlaufkupplung eine gesonderte schaltbare Kupplungsvorrichtung,
welche im Antriebsstrang zwischen Anlaufmotor und Abtragswerkzeug angeordnet ist.
Die Anlaufkupplung kann jedoch mit den bereits vorhandenen Bauteilen durch den Arbeitsriemen
und einen die Spannung des Arbeitsriemens verändernden Arbeitsriemenspanner realisiert
sein. Hierzu kann der Arbeitsriemenspanner eine Spannrolle und einen die Spannrolle
verlagernden Aktuator aufweisen.
[0034] Ebenso kann der Anlaufmotor in einem gewünschten Verzögerungs- bzw. Schleppbetrieb
ein Abbremsen des Abtragswerkzeugs unterstützen. In einem solchen Schleppbetrieb mit
sinkender Drehzahl des Abtragswerkzeugs, etwa ab der genannten ersten Grenzdrehzahl
und darunter, treibt das Abtragswerkzeug den Anlaufmotor an, sodass dessen Bewegungswiderstand
das Abtragswerkzeug allmählich abbremst.
[0035] Der Anlaufmotor kann mit einem Energiespeicher, vorzugsweise bordeigenen Energiespeicher
des Wechselaggregats, gekoppelt sein, mit welchem der Anlaufmotor in Energieübertragungsverbindung
steht. Von diesem Energiespeicher kann der Anlaufmotor während eines Beschleunigungsbetriebs
Energie übertragen erhalten. Während eines Verzögerungsbetriebs des Anlaufmotors kann
der Anlaufmotor Energie in den Energiespeicher rückspeichern.
[0036] Beispielsweise kann der Anlaufmotor ein hydraulischer Anlaufmotor sein, welcher im
Schleppbetrieb als Hydraulikpumpe wirkt. Alternativ kann der Anlaufmotor ein Elektromotor
sein, welcher im Schleppbetrieb als Generator oder als Wirbelstrombremse arbeitet.
Je nach Art des Anlaufmotors kann der Energiespeicher ein hydraulischer Energiespeicher
oder ein elektrischer Energiespeicher sein.
[0037] Bevorzugt weist das Wechselaggregat, besonders bevorzugt im Verbindungsabschnitt,
wenigstens eine hydraulische Schnellkupplung auf, um eine wechselaggregatseitige Hydraulikleitung
schnell und einfach mit einer maschinenrahmenseitigen Hydraulikleitung der Straßenbaumaschine
verbinden zu können und so beispielsweise eine Versorgung eines hydraulischen Anlaufmotors
mit maschinenrahmenseitigem Hydrauliköl gewährleisten zu können.
[0038] Zusätzlich oder alternativ weist das Wechselaggregat, bevorzugt im Verbindungsabschnitt,
eine elektrische Verbindungsvorrichtung, etwa wenigstens einen Stecker oder/und wenigstens
eine Buchse, auf, um eine wechselaggregatseitige elektrische Leitung schnell und einfach
mit einer maschinenrahmenseitigen elektrischen Leitung zu verbinden und so beispielsweise
eine Versorgung eines elektrischen Anlaufmotors mit maschinenrahmenseitig bereitgestellter
elektrischer Energie gewährleisten zu können und/oder um am Wechselaggregat angeordnete
Sensoren oder/und Aktuatoren mit der Steuerung der Straßenbaumaschine elektrisch zu
verbinden.
[0039] Der Anlaufmotor ist vorzugsweise im Gehäuse des Wechselaggregats aufgenommen und
so vor äußeren Einflüssen geschützt. Dort ist er bevorzugt vor der aggressiven Umgebung
des Abtragswerkzeugs abgeschirmt, beispielsweise durch eine zwischen dem Anlaufmotor
und dem Abtragswerkzeug angeordnete Trennwand. Der Anlaufmotor kann, wie die Zahnrad-Getriebestufe,
in einem eigenen Anlaufmotorgehäuse aufgenommen sein. Bevorzugt ist wenigstens eine
Wand des Anlaufmotorgehäuses eine gemeinsame Wand entweder mit dem Getriebestufengehäuse
oder mit dem Gehäuse des Wechselaggregats. Der Anlaufmotor kann unter Ausnutzung kurzer
Verbindungswege mit der Antriebs-Riemenscheibe oder mit der Zwischen-Riemenscheibe
unmittelbar, also nur unter Zwischenanordnung der Anlaufkupplung, drehmomentübertragend
in Verbindung stehen. Dann, wenn die Zwischen-Riemenscheibe vorgesehen ist, ist der
Anlaufmotor bevorzugt unmittelbar mit dieser drehmomentübertragend verbunden, sodass
ein möglichst kurzer Drehmoment-Übertragungspfad vom Anlaufmotor zum Abtragswerkzeug
besteht.
[0040] Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem eine selbstfahrende Straßenbaumaschine,
umfassend:
- einen Maschinenrahmen,
- ein Fahrwerk mit wenigstens drei Laufwerken, welche abrollbar auf einem Untergrund
aufstehen,
- einen Motor mit einer Ausgangswelle, an welcher Drehmoment abgreifbar ist,
- eine vom Motor antreibbare Ausgangs-Riemenscheibe,
- Verbindungsgegenformationen zur Verbindung des Maschinenrahmens mit einem Wechselaggregat
nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
- ein Wechselaggregat, wie es oben beschrieben und weitergebildet ist, wobei das Wechselaggregat
mittels seiner Verbindungsformationen und der Verbindungsgegenformationen des Maschinenrahmens
lösbar mit dem Maschinenrahmen verbunden ist, und
- einen Antriebsriemen, welcher die Ausgangs-Riemenscheibe mit der Antriebs-Riemenscheibe
drehmomentübertragend verbindet.
[0041] Eine Drehlagerung der Ausgangs-Riemenscheibe ist unmittelbar oder mittelbar unter
Zwischenanordnung wenigstens eines weiteren Bauteils oder einer weiteren Baugruppe
dauerhaft am Maschinenrahmen festgelegt.
[0042] Die Verbindungsformationen und Verbindungsgegenformationen sind bevorzugt miteinander
kooperierende Formschlussmittel, wie beispielsweise Haken, Riegel oder/und Bolzen
einerseits und Ösen, Öffnungen oder/und Ausnehmungen andererseits, wobei der jeweilige
Haken, Riegel oder Bolzen bei hergestellter Verbindung die zugeordnete Öse, Öffnung
oder Ausnehmung hintergreift, durchsetzt oder in die betreffende Formation eingreift.
Bevorzugt sind von Verbindungsgegenformationen hintergriffene Ösen, Öffnungen oder/und
Ausnehmungen im Verbindungsabschnitt des Gehäuses des Wechselaggregats ausgebildet
oder fest mit diesem verbunden. Die hintergreifenden Bauteile, wie Haken, Bolzen oder
Riegel sind wegen der erleichterten automatisierten Verstellbarkeit bevorzugt am Maschinenrahmen
angeordnet oder fest mit diesem verbunden. Es können zusätzlich oder alternativ sowohl
Öffnungen im Maschinenrahmen als auch im Gehäuse des Wechselaggregats ausgebildet
sein, welche im verbundenen Zustand miteinander fluchten und durch Bolzen miteinander
gekoppelt sind, welche beide fluchtenden Öffnungen durchsetzen. Derartige Bolzen können
sowohl vom Maschinenrahmen als auch vom Wechselaggregat entfernbar sein. Die Verbindungsgegenformationen
können zur Erleichterung der Herstellung einer Verbindung zwischen Maschinenrahmen
und Wechselaggregat für eine Eingriffsbewegung mit Aktuatoren angetrieben sein, da
die dauerhaft mit dem Maschinenrahmen verbundenen Verbindungsgegenformationen leichter
mit Energie der Straßenbaumaschine versorgt werden können als die am Wechselaggregat
angeordneten Verbindungsformationen.
[0043] Grundsätzlich kann die Ausgangswelle des Motors direkt die Ausgangs-Riemenscheibe
tragen. Häufig wird jedoch der Motor, insbesondere ein Dieselmotor, als Kraftwerk
der Straßenbaumaschine genutzt, um unterschiedliche Aggregate der Straßenbaumaschine
mit Energie zu versorgen. Daher ist bevorzugt zwischen der Ausgangs-Riemenscheibe
und der Ausgangswelle des Motors ein Getriebe, bevorzugt mit wenigstens einem Nebenabtrieb,
angeordnet. Bevorzugt ist zwischen dem Motor und der Ausgangs-Riemenscheibe ein Pumpenverteilergetriebe
angeordnet ist, sodass ausgehend von der Ausgangswelle Energiewandler, wie Hydraulikpumpen
und gegebenenfalls elektrische Generatoren, und darüber hinaus das Abtragswerkzeug
antreibbar sind. Das Pumpenverteilergetriebe kann ein schaltbares Pumpenverteilergetriebe
sein, um unterschiedliche Betriebszustände an der Ausgangs-Riemenscheiben herstellen
zu können. Bevorzugt kann das Pumpenverteilergetriebe in einem ersten Schaltzustand
die Ausgangs-Riemenscheibe gleichsinnig und drehzahlgleich mit der Ausgangswelle des
Motors verbinden und in einem vom ersten verschiedenen zweiten Schaltzustand die Ausgangs-Riemenscheibe
gleichsinnig und mit einer durch ein Drehzahl-Übertragungsverhältnis gegenüber der
Drehzahl der Ausgangswelle veränderten Drehzahl mit der Ausgangswelle verbinden.
[0044] Um das Drehzahl-Übertragungsverhältnis zwischen Motor der Straßenbaumaschine und
Antriebs-Riemenscheibe in größerem Umfang verändern zu können, kann die Straßenbaumaschine
wenigstens zwei Ausgangs-Riemenscheiben unterschiedlichen Durchmessers aufweisen,
welche gegeneinander austauschbar sind. Eine der Ausgangs-Riemenscheiben ist mit dem
Motor als Drehantrieb gekoppelt, wenigstens eine weitere wird an der Straßenbaumaschine
mitgeführt, etwa in einem Stauraum.
[0045] So kann erforderlichenfalls auch ein Übertragungsverhältnis angepasst werden, wenn
die Straßenbaumaschine durch einen Tausch zwischen einem Fräs-Wechselaggregat und
einem Wechselaggregat der vorliegenden Anmeldung zwischen unterschiedlichen Arten
der Bodenbearbeitung umgerüstet wird.
[0046] Die Verwendung eines Riementriebs ermöglicht eine Änderung des Vermögens zur Drehmomentübertragung
durch Änderung der Riemenspannung. Somit kann der Riementrieb selbst als eine Art
Schlupfkupplung genutzt werden. Hierzu weist die Straßenbaumaschine bevorzugt weiter
einen verlagerbaren Antriebsriemenspanner auf, durch dessen Verlagerung die Spannung
des Antriebsriemens veränderlich ist.
[0047] Dann, wenn die Straßenbaumaschine ein wie oben beschrieben ausgebildetes Wechselaggregat
mit Anlaufmotor aufweist, wobei der Anlaufmotor und die den Anlaufmotor mit dem Abtragswerkzeug
verbindende Anlaufkupplung durch eine Steuervorrichtung der Straßenbaumaschine steuerbar
ist, ist die Straßenbaumaschine bevorzugt dazu ausgebildet, das folgende Verfahren
zur Beschleunigung oder zur Verzögerung der Rotation des Abtragswerkzeugs auszuführen:
- Schalten der Anlaufkupplung in einen oder/und Halten der Anlaufkupplung in einem drehmomentübertragenden
Verbindungszustand, wenn das Abtragswerkzeug mit einer Drehzahl dreht, die kleiner
ist als oder gleich ist wie eine erste Grenzdrehzahl, wobei die erste Grenzdrehzahl
kleiner ist als die Abtragsdrehzahl des Abtragswerkzeugs bei bestimmungsgemäßem Abtragsbetrieb,
- Schalten des Antriebsriemenspanners in einen oder/und Halten des Antriebsriemenspanners
in einem Betriebszustand, welcher eine Leerlaufspannung des Antriebsriemens bewirkt,
welche geringer ist als die Betriebsspannung des Antriebsriemens bei bestimmungsgemäßem
Abtragsbetrieb des Abtragswerkzeugs, wenn das Abtragswerkzeug mit einer Drehzahl dreht,
die kleiner ist als eine zweite Grenzdrehzahl, wobei die zweite Grenzdrehzahl kleiner
ist als oder gleich ist wie die erste Grenzdrehzahl,
- Verändern der Spannung des Antriebsriemens zwischen der Leerlaufspannung und einer
näher bei der Betriebsspannung gelegenen Riemenspannung, vorzugsweise der Betriebsspannung,
gleichsinnig mit der Drehzahl des Abtragswerkzeugs zwischen der zweiten Grenzdrehzahl
und der Abtragsdrehzahl, d. h. die Spannung des Antriebsriemens wird mit der Zeit
erhöht, wenn die Drehzahl des Abtragswerkzeugs mit der Zeit ansteigt und umgekehrt.
[0048] Die erste Grenzdrehzahl kann 50 % oder weniger der Abtragsdrehzahl betragen. Da gerade
der Anlauf aus dem Leerlauf ein besonders hohes Drehmoment benötigt, reicht es aus,
wenn der Anlaufmotor den maschinenrahmenseitigen Motor der Straßenbaumaschine in einem
nahe des Stillstands gelegenen und bevorzugt eine Drehzahl von Null enthaltenden Drehzahlbereich
des Abtragswerkzeugs unterstützt. Daher kann es ausreichen, wenn die erste Grenzdrehzahl
5 % oder 10 % oder auch 15 % der Abtragsdrehzahl nicht unterschreitet. Aus den genannten
Gründen kann es ebenso ausreichen, wenn die erste Grenzdrehzahl 30 %, vorzugsweise
25 %, der Abtragsdrehzahl nicht übersteigt.
[0049] Bei einem Beschleunigungsvorgang, bei welchem die Drehzahl des Abtragswerkzeugs steigt,
wird zunächst die Anlaufkupplung in einen Verbindungszustand gebracht und in diesem
gehalten, damit der Anlaufmotor das Abtragswerkzeug beschleunigen kann. Während dieser
Phase ist die Spannung des Antriebsriemens wenigstens bis zur zweiten Grenzdrehzahl,
gegebenenfalls bis zur ersten Grenzdrehzahl, die Leerlaufspannung, sodass das Anlaufen
des Abtragswerkzeugs den Motor der Straßenbaumaschine nicht stört und umgekehrt. Dann,
wenn die Drehzahl des Abtragswerkzeugs die erste Grenzdrehzahl übersteigt, wird das
Abtragswerkzeug alleine vom Motor der Straßenbaumaschine über den Antriebsriemen angetrieben.
In dieser Phase erreicht der Antriebsriemenspanner spätestens bei Beginn des Abtragsbetriebs
einen Betriebszustand, in welchem er den Antriebsriemen unter Betriebsspannung hält.
Bei Erreichen der Abtragsdrehzahl, aber noch vor Beginn eines Abtragsbetriebs kann
wegen der geringeren Last an dem rotierenden Abtragswerkzeug eine geringere Riemenspannung
als die Betriebsspannung ausreichen.
[0050] Um das Abtragswerkzeug während eines Beschleunigungsvorgang sanft vom Anlaufmotor
an den Motor der Straßenbaumaschine übergeben zu können, kann der Antriebsriemenspanner
ab Erreichen der zweiten Grenzdrehzahl und Überschreiten derselben derart verlagert
wird, dass die Spannung des Antriebsriemens allmählich von der Leerlaufspannung auf
die Betriebsspannung steigt.
[0051] Ein Verzögerungsvorgang des Abtragswerkzeugs verläuft in entgegengesetzter Richtung.
Ausgehend von der Abtragsdrehzahl wird die Drehzahl des Abtragswerkzeugs verringert,
bis ab der ersten Grenzdrehzahl der Anlaufmotor über die Anlaufkupplung mit dem Abtragswerkzeug
verbunden wird, sodass das Abtragswerkzeug im Schleppbetrieb den Anlaufmotor antreibt
und durch diesen gebremst wird. Der Antriebsriemenspanner kann derart verlagert werden,
dass die Spannung des Antriebsriemens allmählich die Leerlaufspannung erreicht, wenn
die Drehzahl des Abtragswerkzeugs die zweite Grenzdrehzahl erreicht.
[0052] Anders als beim Beschleunigen des Abtragswerkzeugs kann beim Verzögern des Abtragswerkzeugs
die Riemenspannung im Antriebsriemen alternativ als Betriebsspannung beibehalten werden,
sodass das zu verzögernde Abtragswerkzeug ein möglichst hohes Schleppmoment zu überwinden
hat bzw. mit einem möglichst großen Massenträgheitsmoment gekoppelt ist. Da der Motor
der Straßenbaumaschine mit möglichst konstanter Drehzahl betrieben wird, ist der Motor
von der Ausgangs-Riemenscheibe bevorzugt durch eine gesonderte Kupplung trennbar.
[0053] Die erste Grenzdrehzahl ist in der Regel baulich durch den Anlaufmotor vorgegeben.
Beispielsweise kann die erste Grenzdrehzahl eine maximale Betriebsdrehzahl des Anlaufmotors
sein oder seine Nenndrehzahl.
[0054] Die vorliegende Erfindung betrifft in ihrem Grundgedanken außerdem ganz allgemein
eine zur Ausführung ihrer Abtragsart nach unterschiedlicher Abtragsbearbeitungen umrüstbare
selbstfahrende Straßenbaumaschine, welche hierzu umfasst:
- einen Maschinenrahmen,
- ein Fahrwerk mit wenigstens drei Laufwerken, welche abrollbar auf einem Untergrund
aufstehen,
- einen Motor mit einer Ausgangswelle, an welcher Drehmoment abgreifbar ist,
- Verbindungsgegenformationen, welche zur Verbindung des Maschinenrahmens mit Verbindungsformationen
von wenigstens zwei unterschiedlichen Wechselaggregaten mit je einem Abtragswerkzeug
ausgebildet sind, wobei die Abtragswerkzeuge zu Abtragsbearbeitungen unterschiedlicher
Abtragsart ausgebildet sind, und
- eine Drehmoment-Übertragungskopplung, welche zur Herstellung einer lösbaren drehmomentübertragenden
Verbindung zwischen dem Motor und dem Abtragswerkzeug des jeweils über die Verbindungsgegenformationen
verbundenen Wechselaggregats ausgebildet ist.
[0055] Die Drehmoment-Übertragungskopplung kann den oben beschriebenen Antriebsriemen als
eine mögliche Ausführungsform einer Drehmoment-Übertragungskopplung umfassen. Das
Lösen der drehmomentübertragenden Verbindung kann Werkzeug erfordern, um auch ein
betragsmäßig möglichst großes Drehmoment über die Kopplung übertragen zu können.
[0056] Dabei sind unterschiedliche Abtragsarten, wie beispielsweise Fräsen einerseits und
das Texturieren von Oberflächen andererseits zu unterscheiden von gleichartigen Abtragsbearbeitungen
mit unterschiedlichen Abmessungen, wie es beispielsweise das Fräsen mit Fräswalzen
unterschiedlicher Arbeitsbreite oder/und unterschiedlichem Linienabstand darstellt.
[0057] Bevorzugt ist die Straßenbaumaschine durch Verbindung ihres Maschinenrahmens mit
einem an sich bekannten Fräs-Wechselaggregat zur Fräsbearbeitung von Bodenoberflächen
rüstbar und ist durch Verbindung ihres Maschinenrahmens mit einem Wechselaggregat
zur oberflächentexturierenden Bodenbearbeitung von Bodenoberflächen rüstbar. Das Wechselaggregat
zur oberflächentexturierenden Bodenbearbeitung kann wie oben beschrieben ausgestaltet
sein bzw. kann das oben beschriebene Wechselaggregat sein. Es kann jedoch auch konstruktiv
von dem oben beschriebenen Wechselaggregat abweichen.
[0058] Zur Sicherstellung der Rüstbarkeit kann die Straßenbaumaschine ein Fräs-Wechselaggregat
und ein weiteres Wechselaggregat zur oberflächentexturierenden Bodenbearbeitung umfassen,
von welchen nur eines gleichzeitig mit dem Maschinenrahmen verbunden sein kann.
[0059] Hinsichtlich möglicher Weiterbildungen von Maschinenrahmen, Fahrwerk, Motor und Verbindungsgegenformationen
gilt das oben Gesagte auch für die vorliegende Straßenbaumaschine.
[0060] Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher
erläutert. Es stellt dar:
- Figur 1
- eine grobschematische Seitenansicht in Maschinenrahmenquerrichtung einer erfindungsgemäßen
Straßenbaumaschine in beispielhafter Gestalt einer Großfräse, wobei der Maschinenrahmen
der Straßenbaumaschine mit einem erfindungsgemäßen Wechselaggregat verbunden ist,
- Figur 2
- eine grobschematische Draufsicht auf eine Zahnrad-Getriebestufe am Wechselaggregat
der Straßenbaumaschine von Figur 1, und
- Figur 3
- eine grobschematische perspektivische Ansicht des Wechselaggregats der Straßenbaumaschine
von Figur 1 in Alleinstellung.
[0061] Der Betrachter von Figur 1 blickt auf die nur grobschematisch dargestellte Straßenbaumaschine
oder kurz "Maschine" 10 in Richtung der zur Zeichenebene von Figur 1 orthogonalen
Maschinenrahmenquerrichtung Q. Die Maschinenrahmenlängsrichtung ist mit L bezeichnet
und verläuft parallel zur Zeichenebene von Figur 1. Die Maschinenhöhenrichtung H verläuft
ebenfalls parallel zur Zeichenebene von Figur 1 und orthogonal zur Maschinenlängs-
und Maschinenquerrichtung L bzw. Q. Die Pfeilspitze der Maschinenrahmenlängsrichtung
L in Figur 1 weist in Vorwärtsrichtung. Im Zweifel ist die Maschinenrahmenhöhenrichtung
H parallel zur Verlaufsrichtung der Hubsäulen 14 bzw. 16. Die Maschinenhöhenrichtung
H verläuft parallel zur Gierachse Gi der Maschine 10, die Maschinenlängsrichtung L
verläuft parallel zur Rollachse Ro und die Maschinenquerrichtung Q verläuft parallel
zur Nickachse Ni.
[0062] Die Straßenbaumaschine 10 kann einen Fahrstand 24 aufweisen, von dem aus ein Maschinenführer
über ein Schaltpult 26 die Maschine 10 steuern kann. Im Schaltpult 26 kann eine vom
Schaltpult 26 aus bediente Steuervorrichtung 27 der Straßenbaumaschine 10 aufgenommen
sein, die durch Steuerungseingriff eines Bedieners oder/und aufgrund vorprogrammierter
Steuerprogrammabläufe die in der vorliegenden Anmeldung genannten Schalt- und Arbeitsvorgänge
an der Straßenbaumaschine 10 steuert. Die Steuervorrichtung 27 weist hierzu wenigstens
einen integrierten Schaltkreis und einen mit diesem datenübertragungsmäßig verbundenen
Datenspeicher auf.
[0063] Unter dem Maschinenrahmen 12 ist lediglich strichliniert und nur in Figur 1 ein Wechselaggregat
28 angedeutet, hier beispielhaft als Vorrichtung 28 zur Texturierung von Bodenoberflächen
mit einer in einem Gehäuse 30 des Wechselaggregats 28 aufgenommenen Nuten-Schneidwalze
32, die sich längs der Maschinenrahmenquerrichtung Q erstreckt und um eine in Maschinenrahmenquerrichtung
Q verlaufende Arbeitsachse R rotierbar ist, um damit in Bodenmaterial ausgehend von
der Aufstandsoberfläche A des Bodens U mit einer durch die relative Höhenlage des
Maschinenrahmens 12 bestimmten Schneidtiefe Nuten einschneiden zu können. Eine solche
nutend-texturierende Oberflächenbearbeitung kann dazu dienen, die Entstehung von Abrollgeräuschen
auf der Aufstandsoberfläche A zu reduzieren oder/und für ein definiertes Abfließen
von Niederschlag zu sorgen oder/und die Menge an pro Zeiteinheit abführbarem Niederschlag
zu erhöhen.
[0064] Die Höhenverstellbarkeit des Maschinenrahmens 12 durch die Hubsäulen 14 und 16 dient
daher auch der Einstellung der Schneid- oder allgemein Arbeitstiefe der Maschine 10
bei der Bodenbearbeitung. Es handelt sich bei der beispielhaft dargestellten Bodenbearbeitungsmaschine
10 um eine Straßengroßfräse, für die die Anordnung des Wechselaggregats 28 in Maschinenrahmenlängsrichtung
L zwischen den vorderen und den hinteren Laufwerken 18 bzw. 20 typisch ist. Derartige
Straßengroßfräsen oder auch bodenabtragende Maschinen im Allgemeinen weisen üblicherweise
ein Transportband auf, um abgetragenes Bodenmaterial von der Maschine 10 weg zu transportieren.
Ein auch bei der Maschine 10 grundsätzlich vorhandenes Transportband ist aus Gründen
besserer Übersichtlichkeit in Figur 1 nicht dargestellt. Für die vorliegende oberflächentexturierende
Bodenbearbeitung, für die die in Fig. 1 dargestellte Straßenbaumaschine 10 augenblicklich
gerüstet ist, wird außerdem aufgrund der anfallenden, verglichen mit einer Fräsbearbeitung
geringen Menge von abgetragenem Bodenmaterial kein Transportband benötigt. Das abgetragene
Material wird durch Wasser gebunden und aus dem vorteilhaft unter Unterdruck stehenden
Gehäuse 30 abgesaugt.
[0065] In der Seitenansicht von Figur 1 nicht zu erkennen ist, dass die Maschine 10 sowohl
in ihrem vorderen Endbereich als auch in ihrem hinteren Endbereich jeweils zwei Hubsäulen
14 bzw. 16 mit jeweils einem damit verbundenen Laufwerk 18 bzw. 20 aufweist. Die Hubsäulen
14 sind in an sich bekannter Weise mittels einer Kopplungsstruktur 34 mit dem Laufwerk
18 gekoppelt. Die hinteren Hubsäulen 16 sind mit ihrem jeweiligen Laufwerk 20 über
eine zur Kopplungsstruktur 34 identisch aufgebaute Kopplungsstruktur 36 verbunden.
Die Laufwerke 18 und 20 sind im Wesentlichen identisch aufgebaut und bilden das Fahrwerk
22 der Maschine.
[0066] Das Laufwerk 18 mit einer durch den Doppelpfeil D angedeuteten möglichen Laufrichtung
weist im dargestellten Beispiel eine radial innere Aufnahmestruktur 38 auf, an der
eine umlaufbare Laufkette 40 angeordnet ist. Abweichend von den dargestellten Kettenlaufwerken
18 und 20 können die Laufwerke 18 oder/und 20 auch als Radlaufwerke ausgestaltet sein.
[0067] Jede der Hubsäulen 14 und 16 und mit ihnen die Laufwerke 18 und 20 ist jeweils durch
eine nicht näher dargestellte Lenkvorrichtung um eine Lenkachse S drehbar. Das Wechselaggregat
28 ist gegen ein Fräs-Wechselaggregat austauschbar. Die Straßenbaumaschine 10 trägt
während des überwiegenden Zeitanteils ihres Abtragsbetriebs ein Fräs-Wechselaggregat
mit einer Fräswalze. Durch das in Figur 1 grobschematisch gezeigte Wechselaggregat
28, beispielhaft zur nutenden Oberflächenbearbeitung, kann das von der Straßenbaumaschine
10 erledigbare Bearbeitungsspektrum erweitert werden. Durch Anordnung des Wechselaggregats
28 mit der darin gelagerten Nuten-Schneidwalze 32 wird aus der bisher lediglich Fräsbearbeitung
ausführenden Straßengroßfräse 10 eine auch eine Oberflächentexturierung ausführende
Straßenbaumaschine 10.
[0068] Das Gehäuse 30 weist an seiner zum Maschinenrahmen 12 hinweisenden Seite einen Verbindungsabschnitt
30a auf, mittels welchem das Wechselaggregat 28 mit dem Maschinenrahmen 12 verbunden
ist. Der Verbindungsabschnitt 30a weist als Verbindungsformationen 42 Laschen 44 mit
Durchgangsbohrungen 47 (s. Fig. 3) auf, welche im dargestellten Beispiel von Schraubbolzen
46 durchsetzt sind. Die Schraubbolzen 46 durchsetzen ebenso Verbindungsgegenformationen
48 des Maschinenrahmens 12, die ebenfalls Durchgangsbohrungen aufweisen. Die Verbindungsgegenformationen
48 sind, ebenso wie die Verbindungsformationen 42, zur besseren Erreichbarkeit für
Werker, die die Schraubbolzen 46 einsetzen und festziehen, als Laschen 50 ausgebildet.
Die Anzahl an Laschen 44 und 50 sowie am Schraubbolzen 46 kann und wird in der Regel
auch von der in Figur 1 dargestellten Anzahl abweichen.
[0069] An ihrem längs der Gierachse Gi dem Verbindungsabschnitt 30 entgegengesetzten unteren
Endbereich weist das Gehäuse 30 bzw. das Wechselaggregat 28 einen Arbeitsabschnitt
30b mit einer Arbeitsöffnung 30c auf, durch welche hindurch die Nuten-Schneidwalze
32 ragt, um in materialabtragenden Kontakt mit dem Boden U zu gelangen.
[0070] Strichliniert ist an der Straßenbaumaschine 10 ein am Maschinenrahmen 12 gelagerter
Verbrennungsmotor 52 mit in längs der Nickachse Ni verlaufender Kurbelwelle 53 als
einer Motor-Ausgangswelle angedeutet, wobei die Kurbelwelle 53 ausgangsseitig mit
einem ebenfalls nur strichliniert grobschematisch angedeuteten, vorzugsweise schaltbaren,
Pumpenverteilergetriebe 54 gekoppelt ist. Eine mit der mit der Drehachse der Kurbelwelle
53 koaxiale Getriebe-Ausgangswelle 55 des Pumpenverteilergetriebes 54 trägt eine Ausgangs-Riemenscheibe
56, welche um eine zur Nickachse Ni parallele Ausgangs-Riemenscheibenachse P56 dreht.
[0071] Die Ausgangs-Riemenscheibe 56 treibt mit der auf sie durch das Pumpenverteilergetriebe
54 übertragenen Antriebskraft des Motors 52 einen umlaufenden Antriebsriemen 58 an,
welcher über einen Antriebsriemenspanner 60 mit veränderbarer Spannkraft spannbar
ist. Der Antriebsriemenspanner 60 weist hierzu eine am Innenumfang des Antriebsriemens
58 anliegende Spannrolle 60a auf, welche über eine Kolben-Zylinder-Anordnung 60b als
Aktuator gegen den Innenumfang des Antriebsriemens 58 und von diesem Weg verlagerbar
ist. Durch Änderung der Spannung des Antriebsriemens 58 kann die von der Ausgangs-Riemenscheibe
56 auf den Antriebsriemen 58 übertragbare Kraft und damit das durch den Antriebsriemen
58 maximal übertragbare Drehmoment verändert werden.
[0072] Zur zielgenauen Umrüstung der Straßenbaumaschine 10 kann diese in einem Stauraum
57 eine weitere Ausgangs-Riemenscheibe 56' mitführen, die erforderlichenfalls gegen
die in Figur 1 aktive Ausgangs-Riemenscheibe 56 austauschbar ist. Die weitere Ausgangs-Riemenscheibe
56' hat einen anderen Durchmesser als die Ausgangs-Riemenscheibe 56.
[0073] Der Antriebsriemen 58 überträgt Drehmoment auf eine am Wechselaggregat 28 angeordnete
Antriebs-Riemenscheibe 62, welche um eine zur Nickachse Ni parallele Antriebs-Riemenscheibenachse
P62 dreht. Die Antriebs-Riemenscheibe 62 ist mit einer in Figur 1 nicht im Detail
dargestellten Zahnrad-Getriebestufe 64 verbunden, welche Drehmoment von der Antriebs-Riemenscheibe
62 zu einer Zwischen-Riemenscheibe 66 überträgt. Jede der Riemenscheiben 62 und 66
ist mit je einem Zahnrad der eine gerade Anzahl von paarweise miteinander kämmenden
Zahnrädern umfassenden Zahnrad-Getriebestufe 64 gekoppelt, sodass bei der Übertragung
von Drehmoment von der Antriebs-Riemenscheibe 62 zu der Zwischen-Riemenscheibe 66
eine Umkehrung des Drehsinns erfolgt. Die Zwischen-Riemenscheibe 66 dreht daher mit
entgegengesetztem Drehsinn wie die Antriebs-Riemenscheibe 62. Die Zwischen-Riemenscheibe
66 dreht um eine zur Nickachse Ni und damit auch zur Arbeitsachse R parallele Zwischen-Riemenscheibenachse
P66.
[0074] Die Zwischen-Riemenscheibe 66 treibt einen Arbeitsriemen 68 an, welcher mit Abstand
von der Zwischen-Riemenscheibe 66 um eine Arbeits-Riemenscheibe 70 umläuft. Der Arbeitsriemen
68 ist durch einen Arbeitsriemenspanner 72 in gleicher Weise spannbar, wie der Antriebsriemen
58 durch den Antriebsriemenspanner 60. Der Arbeitsriemenspanner 72 ist konstruktiv
wie der Antriebsriemenspanner 60 aufgebaut.
[0075] Die Arbeits-Riemenscheibe 70 dreht um eine zur Arbeitsachse R koaxiale Arbeits-Riemenscheibenachse
P70. Die Arbeits-Riemenscheibe 70 ist über eine im dargestellten Beispiel durch eine
einzige Arbeitswelle 73 gebildete Arbeitswellenanordnung 74 starr mit der Nuten-Schneidwalze
32 verbunden und überträgt das von der Zwischen-Riemenscheibe 66 erhaltene Drehmoment
direkt und unmittelbar gleichsinnig auf die Nuten-Schneidwalze 32. Die Arbeitswelle
73 und damit die Arbeitswellenanordnung 74 durchsetzen die Seitenwand 30d des Gehäuses
30. Auch die Wellenverbindungen der Zwischen-Riemenscheibe 66 und der Antriebs-Riemenscheibe
62 mit ihren jeweiligen Zahnrädern der Zahnrad-Getriebestufe 64 durchsetzen die Seitenwand
30d des Gehäuses 30.
[0076] Die Zahnrad-Getriebestufe 64, die Zwischen-Riemenscheibe 66, die Arbeits-Riemenscheibe
70 sowie der Arbeitsriemen 68 bilden ein Übertragungsgetriebe 76, welches Drehmoment
von der Antriebs-Riemenscheibe 62 zur Nuten-Schneidwalze 32 unter Umkehrung des Drehsinns
überträgt. Die Antriebs-Riemenscheibe 62 und die Nuten-Schneidwalze 32 drehen daher
mit entgegengesetztem Drehsinn.
[0077] In Figur 2 ist die Zahnrad-Getriebestufe 64 dargestellt, wobei eine zur Seitenwand
30d des Gehäuses 30 hinweisende und dieser im fertig montierten Zustand unmittelbar
gegenüberliegende Vorderwand des Getriebegehäuses 78 weggelassen ist, um die Zahnräder
der Zahnrad-Getriebestufe 64 näher darzustellen.
[0078] Das Getriebegehäuse 78 weist einen umlaufenden Befestigungsflansch 78a mit einer
Vielzahl von Befestigungsbohrungen 78b auf, welche von nicht dargestellten Schrauben
durchsetzt sind, um das die Zahnrad-Getriebestufe 64 vollständig umschließende Getriebegehäuse
78 an der vom Betrachter der Figur 1 abgewandten Innenseite der Gehäuse-Seitenwand
30d zu befestigen. Die in Figur 2 erkennbare Rückwand 78c ist zur Erhöhung ihrer Steifigkeit
in an sich bekannter Weise verrippt.
[0079] Die Riemenscheibenachsen P62 und P66 verlaufen orthogonal zur Zeichenebene von Figur
2. Zu erkennen sind um die jeweiligen Riemenscheibenachsen drehende Riemenscheibenwellen,
nämlich die drehfest mit der Antriebs-Riemenscheibe 62 verbundene Antriebs-Riemenscheibenwelle
80 und die drehfest mit der Zwischen-Riemenscheibe 66 verbundene Zwischen-Riemenscheibenwelle
82.
[0080] Die Antriebs-Riemenscheibenwelle 80 durchsetzt ein Antriebs-Zahnrad 84 und ist über
zwei Federn 86 zur gemeinsamen Drehung mit dem Antriebs-Zahnrad 84 formschlüssig gekoppelt.
In gleicher Weise ist die Zwischen-Riemenscheibenwelle 82 drehfest mit dem von ihr
durchsetzten Zwischen-Zahnrad 88 drehfest verbunden.
[0081] Das Antriebs-Zahnrad 84 kämmt mit einem ersten Vermittler-Zahnrad 87, welches wiederum
mit einem zweiten Vermittler-Zahnrad 89 kämmt, welches wiederum mit dem Zwischen-Zahnrad
88 kämmt. Die Zahnräder 84, 87, 89 und 88 bilden einen Zahnradzug zur Übertragung
von Drehmoment zwischen der Antriebs-Riemenscheibe 62 und der Zwischen-Riemenscheibe
66. Bei ausreichend großer Ausbildung des Antriebs-Zahnrads 84 und des Zwischen-Zahnrads
88 könnten diese auch unmittelbar miteinander kämmen, wobei bei dem in Figur 2 dargestellten
Achsabstand zwischen den Riemenscheibenachsen P62 und P66 das vom Getriebegehäuse
78 umschlossene Volumen dann größer sein müsste.
[0082] Die gesamte Zahnrad-Getriebestufe 64 weist ein Drehzahl-Übertragungsverhältnis von
zwischen 0,9 und 1,3 auf. Jede einzelne kämmende Zahnradpaarung der Zahnrad-Getriebestufe
64 weist ebenfalls ein Drehzahl-Übertragungsverhältnis von zwischen 0,9 und 1,3 auf.
Die konkrete Ausgestaltung des Drehzahl-Übertragungsverhältnisses hängt auch von der
Wahl der Durchmesser der an der Drehmomentübertragung beteiligten Riemenscheiben 56,
62, 66 und 70 ab, da auch die Durchmesserverhältnisse von Riemenscheiben, die durch
einen gemeinsamen Riemen gekoppelt sind, ein Übertragungsverhältnis begründen.
[0083] Wie in Figur 2 strichliniert angedeutet ist, tritt die Zwischen-Riemenscheibenwelle
88 durch die Rückwand 78c des Getriebegehäuses 78 aus und ist dort, für den Betrachter
von Figur 2 durch das Getriebegehäuse 78 verdeckt, mit einem ersten Kupplungsteil
einer schaltbaren Anlaufkupplung 90 verbunden. Ein zweites, mit dem ersten Kupplungsteil
durch Schalten der Anlaufkupplung 90 wahlweise in Drehmoment-Übertragungsverbindung
bringbares oder von diesem trennbares Kupplungsteil ist mit einem Anlaufmotor 92 verbunden.
Der Anlaufmotor 92 kann ein Elektromotor oder ein Hydraulikmotor sein. Er wird bevorzugt
von einer maschinenrahmenseitigen Energiequelle mit Energie versorgt. Diese Energieversorgungsverbindung
wird beim Verbinden des Wechselaggregats 28 mit dem Maschinenrahmen 12 hergestellt
und beim Lösen des Wechselaggregats 28 vom Maschinenrahmen 12 wieder getrennt.
[0084] Durch den Anlaufmotor 92 kann die mit der Zwischen-Riemenscheibenwelle 82 und der
von ihr getragenen Zwischen-Riemenscheibe 66 gekoppelte Nuten-Schneidwalze 32 aus
dem Stand oder von einer niedrigen Anfangsdrehzahl auf eine erste Grenzdrehzahl beschleunigt
werden, von wo aus der Motor 52 der Straßenbaumaschine 10 die weitere Beschleunigung
bis zur vorbestimmten Abtragsdrehzahl übernimmt. Der Antriebsriemenspanner 60 kann
dabei zusammen mit dem Antriebsriemen 58 durch Verlagerung und in der Folge durch
Veränderung der Spannung des Antriebsriemens 58 als Schlupfkupplung bei der Übergabe
der Antriebsfunktion vom Anlaufmotor 92 an den Hauptmotor 52 dienen.
[0085] Ebenso kann der Anlaufmotor 92 beim Abbremsen der Nuten-Schneidwalze 32 als Drehwiderstand
genutzt werden, etwa indem die Nuten-Schneidwalze 32 den Anlaufmotor 92 über den Arbeitsriemen
68 und die Zwischen-Riemenscheibe 66 im Falle eines Elektromotors als Anlaufmotor
92 generatorisch antreibt oder im Falle eines Hydraulikmotors als Anlaufmotor 92 als
Hydraulikpumpe antreibt.
[0086] In Figur 3 ist das Wechselaggregat 28 in perspektivischer Ansicht dargestellt. Zu
erkennen ist eine die Nuten-Schneidwalze 32 mit geringem radialem Abstand umgebende
Walzenschale 94, welche im unteren Bereich des Gehäuses 30 ausgebildet ist und welche
die Arbeitsöffnung 30c aufweist. Eine Abschlussleiste 96 mit zur Bodenoberfläche A
hin elastischer Lippe schließt die Arbeitsöffnung 30c möglichst dicht mit der Bodenoberfläche
A ab, sodass eine in der Außenumgebung des Wechselaggregats 28 während der Bodenbearbeitung
durch die Nuten-Schneidwalze 32 entstehende Schmutzbelastung so gering wie möglich
ist.
[0087] Ein über der Walzenschale 94 gelegener und bis zum Verbindungsabschnitt 30a reichender
Bereich 30e des Gehäuses 30 ist durch die Walzenschale 94 vor dem von der Nuten-Schneidwalze
32 erzeugten und aufgewirbelten Schmutz geschützt und kann daher als Hohlraum zur
Aufnahme beispielsweise der Zahnrad-Getriebestufe 64, der schaltbaren Anlaufkupplung
90 und des Anlaufmotor 92 dienen. Eine zur Arbeitsachse R orthogonale Längswand 30f
im Bereich 30e kann beispielsweise zur Befestigung des Anlaufmotors 92 dienen. Die
Vorderwand des Getriebegehäuses 78 kann daher durch die Seitenwand 30d des Gehäuses
30 gebildet sein.
[0088] Der Arbeitsriemenspanner 72 weist eine Spannrolle 72a und eine Kolben-Zylinder-Anordnung
72b als Aktuator zur Verlagerung der Spannrolle 72a, wobei die Spannrolle 72a und
die Kolben-Zylinder-Anordnung 72b durch einen Hebelmechanismus 72c gekoppelt sind.
1. Wechselaggregat (28) zur Material abtragenden Bearbeitung eines Bodens (U) ausgehend
von einer Bodenoberfläche (A), wobei das Wechselaggregat (28) zur betriebsmäßigen
körperlichen und funktionalen Kopplung mit einem Maschinenrahmen (12) einer Straßenbaumaschine
(10) ausgebildet ist, wobei das Wechselaggregat (28) umfasst:
- ein Gehäuse (30), wobei das Gehäuse (30) in einem Verbindungsabschnitt (30a) zur
körperlichen Kopplung des Wechselaggregats (28) mit der Straßenbaumaschine (10) Verbindungsformationen
(42) zur Verbindung des Wechselaggregats (28) mit einem Maschinenrahmen (12) einer
Straßenbaumaschine (10) aufweist, und wobei das Gehäuse (30) in einem vom Verbindungsabschnitt
(30a) entfernt gelegenen Arbeitsabschnitt (30b) eine Arbeitsöffnung (30c) aufweist,
- ein Abtragswerkzeug (32), welches am Gehäuse (30) um eine Arbeitsachse (R) drehbar
gelagert ist und von welchem ein Umfangsabschnitt aus der Arbeitsöffnung (30c) ragt,
- eine am Gehäuse (30) drehbar gelagerte, mit einem Antriebsriemen (58) koppelbare
Antriebs-Riemenscheibe (62) zur funktionalen Kopplung des Wechselaggregats (28) mit
der Straßenbaumaschine (10),
- ein Übertragungsgetriebe (76), welches Drehmoment und Drehbewegung von der Antriebs-Riemenscheibe
(62) unter Umkehrung des Drehsinns zum Abtragswerkzeug (32) überträgt, wobei wenigstens
die Drehachse (P62) der Antriebs-Riemenscheibe (62) mit Abstand von der Arbeitsachse
(R) verläuft,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Arbeitswellenanordnung (74) eine Gehäusewandung (30d) des Gehäuses (30) durchsetzt,
wobei die Arbeitswellenanordnung (74) das Abtragswerkzeug (32) mit einem auf der vom
Abtragswerkzeug (32) abgewandten Seite der Gehäusewandung (30d) angeordneten Arbeits-Getriebebauteil
(70) zur gemeinsamen gleichsinnigen Drehung verbindet, wobei das Übertragungsgetriebe
(76) zwischen der Antriebs-Riemenscheibe (62) und dem Arbeits-Getriebebauteil (70)
angeordnet ist.
2. Wechselaggregat (28) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das Arbeits-Getriebebauteil (70) eine Arbeits-Riemenscheibe (70) ist.
3. Wechselaggregat (28) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungsgetriebe (76) eine Zwischen-Riemenscheibe (66), eine erste Kopplungsvorrichtung
(64) und einen Arbeitsriemen (68) als zweite Kopplungsvorrichtung aufweist, wobei
die erste Kopplungsvorrichtung (64) die Antriebs-Riemenscheibe (62) und die Zwischen-Riemenscheibe
(66) drehmomentübertragend miteinander koppelt und wobei der Arbeitsriemen (68) die
Zwischen-Riemenscheibe (66) und die Arbeits-Riemenscheibe (70) drehmomentübertragend
miteinander koppelt.
4. Wechselaggregat (28) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungsgetriebe (76) als die erste Kopplungsvorrichtung (64) eine Zahnrad-Getriebestufe
(64) mit wenigstens zwei kämmenden Zahnrädern (84, 87, 89, 88) aufweist.
5. Wechselaggregat (28) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnrad-Getriebestufe (64) vollständig radial - bezüglich der Arbeitsachse (R)
- außerhalb des radialen Erstreckungsbereichs des Abtragswerkzeugs (32) angeordnet
ist.
6. Wechselaggregat (28) nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnrad-Getriebestufe (64) axial - bezüglich der Arbeitsachse (R) - mit dem axialen
Erstreckungsbereich des Abtragswerkzeugs (32) überlappend angeordnet ist.
7. Wechselaggregat (28) nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnrad-Getriebestufe (64) in einem Getriebestufengehäuse (78) aufgenommen ist,
wobei wenigstens eine Wand des Getriebestufengehäuses (78) auch eine Wand des Gehäuses
(30) des Wechselaggregats (28) ist.
8. Wechselaggregat (28) nach einem der Ansprüche 4 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnrad-Getriebestufe (64) genau vier miteinander kämmende Zahnräder aufweist,
von welchen eines mit der Antriebs-Riemenscheibe (62) zur gleichsinnigen und drehzahlgleichen
Rotation verbunden ist und von welchen das andere mit der Zwischen-Riemenscheibe (66)
zur gleichsinnigen und drehzahlgleichen Rotation verbunden ist
9. Wechselaggregat (28) nach einem der Ansprüche 4 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnrad-Getriebestufe (64) ein Drehzahl-Übertragungsverhältnis von zwischen 0,3
und 5, vorzugsweise von zwischen 0,75 und 1,5, besonders bevorzugt von zwischen 0,9
und 1,3 aufweist.
10. Wechselaggregat (28) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Abtragswerkzeug (32) bei bestimmungsgemäßem Betrieb eine Schnittgeschwindigkeit
von zwischen 20 und 80 ms-1, vorzugsweise von zwischen 29 und 62 ms-1, aufweist.
11. Wechselaggregat (28) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Abtragswerkzeug (32) eine Schneidwalze (32) zur nutenden Bearbeitung von Bodenoberflächen
(A) ist.
12. Wechselaggregat (28) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass es einen Anlaufmotor (92) aufweist, welcher unter Zwischenanordnung einer Anlaufkupplung
(90) trennbar drehmomentübertragend mit dem Abtragswerkzeug (32) in Verbindung steht.
13. Wechselaggregat (28) nach Anspruch 12, unter Einbeziehung des Anspruchs 3,
dadurch gekennzeichnet, dass der Anlaufmotor (92) mit der Antriebs-Riemenscheibe (62) oder mit der Zwischen-Riemenscheibe
(66) unmittelbar drehmomentübertragend in Verbindung steht.
14. Selbstfahrende Straßenbaumaschine (10), umfassend:
- einen Maschinenrahmen (12),
- ein Fahrwerk (22) mit wenigstens drei Laufwerken (18, 20), welche abrollbar auf
einem Untergrund (U) aufstehen,
- einen Motor (52) mit einer Ausgangswelle (53), an welcher Drehmoment abgreifbar
ist,
- eine vom Motor (52) antreibbare Ausgangs-Riemenscheibe (56),
- Verbindungsgegenformationen (48) zur Verbindung des Maschinenrahmens (12) mit einem
Wechselaggregat (28) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
- ein Wechselaggregat (28) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Wechselaggregat
(28) mittels seiner Verbindungsformationen (42) und der Verbindungsgegenformationen
(48) des Maschinenrahmens (12) lösbar mit dem Maschinenrahmen (12) verbunden ist,
und
- einen Antriebsriemen (58), welcher die Ausgangs-Riemenscheibe (56) mit der Antriebs-Riemenscheibe
(62) drehmomentübertragend verbindet.
15. Straßenbaumaschine (10) nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Motor (52) und der Ausgangs-Riemenscheibe (56) ein Getriebe (54), insbesondere
Pumpenverteilergetriebe (54), angeordnet ist.
16. Straßenbaumaschine (10) nach Anspruch 14 oder 15,
dadurch gekennzeichnet, dass die Straßenbaumaschine (10) wenigstens zwei Ausgangs-Riemenscheiben (56, 56') unterschiedlichen
Durchmessers aufweist, welche gegeneinander austauschbar sind.
17. Straßenbaumaschine (10) nach einem der Ansprüche 14 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, dass die Straßenbaumaschine (10) weiter einen verlagerbaren Antriebsriemenspanner (60)
aufweist, durch dessen Verlagerung die Spannung des Antriebsriemens (58) veränderlich
ist.
18. Straßenbaumaschine (10) nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet, dass die Straßenbaumaschine (10) ein Wechselaggregat (28) nach einem der Ansprüche 12
oder 13 aufweist, wobei der Anlaufmotor und die den Anlaufmotor (92) mit dem Abtragswerkzeug
(32) verbindende Anlaufkupplung (90) durch eine Steuervorrichtung (27) der Straßenbaumaschine
(10) steuerbar ist, wobei die Straßenbaumaschine (10) ausgebildet ist, das folgende
Verfahren zur Beschleunigung oder zur Verzögerung der Rotation des Abtragswerkzeugs
(32) auszuführen:
- Schalten der Anlaufkupplung (90) in einen oder/und Halten der Anlaufkupplung (90)
in einem drehmomentübertragenden Verbindungszustand, wenn das Abtragswerkzeug (32)
mit einer Drehzahl dreht, die kleiner ist als oder gleich ist wie eine erste Grenzdrehzahl,
wobei die erste Grenzdrehzahl kleiner ist als die Abtragsdrehzahl des Abtragswerkzeugs
(32) bei bestimmungsgemäßem Abtragsbetrieb,
- Schalten des Antriebsriemenspanners (60) in einen oder/und Halten des Antriebsriemenspanners
(60) in einem Betriebszustand, welcher eine Leerlaufspannung des Antriebsriemens bewirkt,
welche geringer ist als die Betriebsspannung des Antriebsriemens (58) bei bestimmungsgemäßem
Abtragsbetrieb des Abtragswerkzeugs (32), wenn das Abtragswerkzeug (32) mit einer
Drehzahl dreht, die kleiner ist als eine zweite Grenzdrehzahl, wobei die zweite Grenzdrehzahl
kleiner ist als oder gleich ist wie die erste Grenzdrehzahl,
- Verändern der Spannung des Antriebsriemens (58) zwischen der Leerlaufspannung und
einer näher bei der Betriebsspannung gelegenen Riemenspannung gleichsinnig mit der
Drehzahl des Abtragswerkzeugs (32) zwischen der zweiten Grenzdrehzahl und der Abtragsdrehzahl.