处理路面的自推进道路铣刨机及道路铣刨机处理路面方法

摘要

在用于处理道路表面(2)的自推进式道路铣刨机(1)中，自推进式道路铣刨机(1)包括：机械框架(8)；铣刨鼓(12)和围起铣刨鼓(12)的铣刨鼓壳体(10)，铣刨鼓(12)安装成能够旋转并在轴向方向上横向于行进方向延伸；其中铣刨鼓(12)包括沿周向布置优选以螺旋形布置的在铣刨鼓(12)上的多个刀具(16)，其中刀具(16)除了轴向周边区域之外具有指定的相互之间的行间距；还设置成实现以下特征：振荡驱动器(28)在铣刨鼓(12)的轴上施加在轴向方向上相对于机械框架(8)来回运动的振荡行程，其中刀具的旋转运动能够与平行于铣刨鼓(12)的轴的轴向运动叠加，该轴向运动的行程能够相对于两个轴向相邻刀具(16)之间的行间距进行调节。

说明书

技术领域

本发明分别涉及根据权利要求1的前序部分所述的用于处理道路表面 的自推进式道路铣刨机，以及根据权利要求14的前序部分所述的用于处理 道路表面的方法。

背景技术

这样的道路铣刨机总体上已是公知的。对于小型铣刨机而言，在小型 铣刨机中，其中铣刨鼓与底盘的后轴平齐定位，并定位在后轮之间，公知 的是在机械的零侧(zeroside)上提供后部支撑轮或履带式地面接合单元， 其可向内枢转到道路铣刨机的外部轮廓的后面以便于靠近边缘的铣刨。

大型的道路铣刨机例如是下述的道路铣刨机，其中铣刨鼓在机械框架 处安装在前轴和后轴的履带式地面接合单元之间，并且处于与它们相距有 距离处。EP11677626A1描述了这样的一种大型铣刨机。

这种铣刨机的铣刨鼓包括多个刀具，优选周向上以螺旋形状布置的多 个刀具。这些刀具通常是铣刨刀具，其在焊接到圆柱形中空鼓体的刀具架 内或刀具架系统内固定在适当位置下。因此，刀具具有恒定的行间距，其 对应于相邻刀具之间的轴向距离，并且通常在3毫米至25毫米之间的范围 内。

由于这些刀具的轴向距离，在铣刨过程中在被铣刨的表面上形成带槽 的纹理，其中相邻槽的相互之间的距离对应于行间距。

在该过程中，行间距的选择取决于具体的铣刨应用。例如为了移除完 整的路面，与只用于以小的铣刨深度粗糙化路面表面的精细铣刨相比，通 常选择更大的行间距。

简而言之，这样做的原因是，具有小的行间距的铣刨鼓由于刀具密度 高而不适合大的铣刨深度，而具有大的行间距的铣刨鼓因为在被铣刨表面 上所产生的带槽纹理太过粗糙而不能实现粗糙化路面的所需纹理。

此外，除了铣刨深度和所需的表面纹理之外，大量的其它因素在行间 距的选择中起作用，诸如待被处理的地面性质，这导致对于不同的应用可 使用具有不同行间距的大量的不同铣刨鼓。

对于铣刨承包商而言，这导致需要针对不同应用维护不同的铣刨机和/ 或适于铣刨机的不同类型的铣刨鼓。

这导致用于获取附加机械的附加成本，或用于以不同的铣刨鼓对机械 进行转换的相应的附加工作量和花费的时间。这特别是在下述这些情况下 是不利的，在所述情况下在单个施工现场需要满足不同的要求，以及其结 果是，不同的机械需要被运送到作业现场或者需要在现场对单个机械进行 转换。

发明内容

因此，本发明的目的在于提出一种用于处理道路表面的道路铣刨机， 以及用于处理道路表面的方法，其使得能够针对不同的铣刨应用进行灵活 地使用，扩展铣刨作业的可能性，并可以节约成本和节省时间的方式使用。

上述目的分别通过权利要求1和14的特征来实现。

本发明有利地提供一种振荡驱动器，其在铣刨鼓上施加在轴向方向上 相对于机械框架来回运动的振荡行程，在该布置中刀具的旋转运动可与平 行于铣刨鼓轴的轴向运动叠加，该轴向运动的行程可相对于两个轴向相邻 刀具之间的行间距进行调节。

根据本发明的优点在于以下事实，即现在能够实现大的铣刨深度，同 时可用单个粗加工鼓或标准鼓来形成精细的表面纹理。

作为铣刨鼓施加在轴向方向上相对于机械框架来回运动的振荡行程的 结果，在道路表面上的线性纹理可相应地被改变或完全去除。其结果是， 也有可能产生具有不直接依赖于铣刨鼓行间距的纹理的道路表面。其也消 除了使用在被铣刨的表面上形成更精细的线性纹理的铣刨鼓的必要性。提 供的另一优点在于可以更大的铣刨深度实现道路表面的被改变的表面纹 理。在该过程中，刀具执行围绕铣刨鼓轴的旋转运动，其与平行于铣刨鼓 轴的轴向运动叠加。铣刨鼓在轴向方向上的位移行程可根据两个轴向相邻 刀具的行间距来调节，使得针对具有不同刀具密度的铣刨鼓可以可变地调 节振荡行程。这消除了转换时间，并且可显著减少针对不同的应用提供大 量铣刨鼓的情况。

具体地，轴向振荡消除了对于精细(fine)和微精细(micro-fine)铣 刨鼓的需求，这些铣刨鼓由于每立方米的高刀具密度和高切割刀具磨损而 是成本密集型的。

以这种方式，可例如使用标准的铣刨鼓来有效地完全移除路面以及仅 移除道路表面的表面层，或者通过粗糙化增加防滑性两者。

本发明有利地提供时间和成本节约，因为可用单个铣刨鼓来形成粗糙 纹理和精细纹理两者。

此外，与用常规精细铣刨鼓所进行的铣刨相比，本发明也可提供优点。 在精细的铣刨过程中所形成的精细的带槽纹理会对车辆特别是两轮车辆的 转向行为有负面影响并导致自行转向行为。由于铣刨鼓的振荡、即使振荡 行程小于行间距，也会减少形成平行于行车道的槽。

应当理解的是，振荡行程不需要精确地对应于行间距，而是也可调节 成更小或更大，或可备选地被一起关掉，使得道路铣刨机可以常规方式作 业。

优选地，对于振荡的幅度和/或频率而言预期是能够可变地调节的，使 得由铣刨鼓在表面上所形成的纹理类型可单独适于特定的铣刨应用。

在这种布置中，振荡行程可在行间距的0.5倍至1.5倍之间、优选在 0.9倍至1.1倍之间的范围内进行调节。备选地，振荡行程可在3毫米至40 毫米之间的范围内进行调节。

振荡频率例如可在0.1赫兹至20赫兹之间进行调节。

优选地，对于振荡行程的平均速度大小与铣刨鼓刀具的周向速度的比 率关系而言预期是在0.1至3之间、优选在0.25至2之间的范围内。

在一个实施例中，预期铣刨鼓包括可在轴向方向上运动的轴向支撑件。 可运动的轴向支撑件可实现的原因在于铣刨鼓壳体与铣刨鼓一起位移，或 者所述轴向支撑件可相对于铣刨鼓壳体轴向运动。

在另一实施例中，还可预期在行进方向上来回运动的运动可叠加到轴 向支撑件上。这意味着铣刨鼓可在轴向方向和行进方向两者上振荡。另一 振荡驱动器优选用于该目的。铣刨鼓在行进方向上的位移不仅可以线性的 方式实现，而且可以为围绕在铣刨鼓上方并平行于铣刨鼓轴延伸的轴的圆 弧形状。

优选预期下述控制器，其根据铣刨鼓的转速和/或前进速度和/或铣刨深 度来自动地控制或调节振荡频率和/或振荡行程的幅度。

在一个优选的实施例中，预期铣刨鼓在轴向方向上连同铣刨鼓壳体一 起振荡，并且预期振荡驱动器相对于机械框架驱动铣刨鼓壳体。

作为对此的备选方案，可预期振荡驱动器在铣刨鼓壳体内在轴向方向 上驱动铣刨鼓。

在该布置中，铣刨鼓壳体在轴向方向上最少比铣刨鼓长最大振荡行程。

优选预期轴向支撑件是固定/浮动的支撑件，固定轴承可在其内在轴向 方向上运动。

在该布置中，振荡驱动器可在固定轴承的一侧上轴向作用于在铣刨鼓 轴上延伸的铣刨鼓驱动轴上。

浮动轴承允许至少对应于振荡行程的运动行程。

铣刨鼓可包括旋转驱动器，其在固定轴承的一侧上对驱动轴进行驱动。 如果整个铣刨鼓壳体可在轴向方向上振荡，则这沿着在平行于铣刨鼓轴在 轴向方向上延伸的不少于两个线性引导件进行。

在所有实施例中，可预期铣刨鼓壳体或铣刨鼓可沿着不少于两个线性 引导件或弧形引导件在行进方向上振荡。

所有导引件包括垂直和水平地进行引导的第一引导件，以及平行于第 一引导件至少在水平方向上进行引导的不少于一个的另一第二引导件。

以这种方式，可确保引导件不会抵靠彼此张紧。

该目的还通过根据权利要求14所述的方法实现，其中在作业过程中， 在轴向方向上来回运动的振荡行程在轴向方向上施加在铣刨鼓上，其中刀 具的旋转运动与平行于铣刨鼓轴的轴向旋转运动叠加，该轴向运动的行程 可相对于两个轴向相邻刀具的行间距可变地调节。

优选预期铣刨鼓的旋转频率在0.5Hz至3Hz之间的范围内，这对应于 在30rpm至180rpm之间的铣刨鼓转速，优选分别在1Hz至2.5Hz或60 rpm至150rpm之间的范围内，以便与2Hz至40Hz之间、优选5Hz至 15Hz之间的振荡频率组合。

备选地，铣刨鼓的转速可在180rpm至600rpm之间的范围内，这对 应于3Hz至10赫兹之间的铣刨鼓旋转频率，优选分别在240rpm至360rpm 之间或4Hz至6Hz之间的铣刨鼓旋转频率的范围内，并且可与0.1Hz至 5Hz、优选在1Hz至3Hz之间的振荡频率组合。

在该方法的进一步改进中，可预期在铣刨鼓行进方向上的振荡运动叠 加到横向于行进方向的铣刨鼓轴向振荡上。

附图说明

在下文中，参照附图对本发明的实施例进行更详细的解释说明。

以下示出：

图1是设计为大型铣刨机的道路铣刨机的透视图；

图2a为根据现有技术的具有布置成螺旋形状的刀具的铣刨鼓；

图2b为被铣刨的道路表面的纹理；

图2c为刀具的行间距；

图3为铣刨鼓的常规支撑件；

图4为本发明的第一实施例；

图5是示意图，其以俯视图示出可轴向运动的铣刨鼓壳体，其中根据 图4的铣刨鼓安装在铣刨鼓壳体内；

图6是根据第二实施例的铣刨鼓在铣刨鼓壳体内轴向运动的示意图；

图7是铣刨鼓壳体在行进方向上的线性运动的示意图；以及

图8是铣刨鼓轴在行进方向上的线性运动的示意图；

图9和图10是铣刨鼓壳体或铣刨鼓分别在行进方向上的钟摆运动的示 意图；以及

图11是通过线性引导件的横截面。

具体实施方式

图1示出如基本上从EP2011921A已知的一种大型铣刨机。道路铣 刨机1包括机械框架8，其由包括不少于三个履带式地面接合单元20或轮 的底盘支撑。

如在行进方向22上所看到的那样，铣刨鼓壳体10布置在履带式地面 接合单元20之间，然而对于小型铣刨机，铣刨鼓壳体与后部支撑轮或履带 式地面接合单元20平齐。

铣刨鼓12可横向于行进方向22围绕铣刨鼓轴24旋转，其中铣刨鼓 12被支撑在铣刨鼓壳体10的侧壁11、13内或在机械框架8处。

通过其一个前端部，铣刨鼓12可直达称为零侧的机械框架8外侧，而 适于铣刨鼓12的驱动装置可布置在机械框架8的相对外壁处。适于铣刨鼓 12的驱动装置例如可以是包括带式驱动器38的机械驱动器、或液压驱动 器或电动驱动器。

具有适于机械操作员的座椅的操作员平台14位于铣刨鼓12的上方。

图2a通过示例的方式示出刀具16在铣刨鼓12上的布置，如基本上从 DE10203732公知的那样。在周向方向上，刀具16相互之间具有指定的、 大致恒定的距离。在铣刨鼓12的每个前端部上，设置多个刀具16，其不 以螺旋形状布置，以便形成垂直的铣刨边缘。由于在铣刨鼓12的旋转过程 中刀具16不改变它们的轴向位置，它们在道路表面2上形成槽18，所述 槽18在行进方向22上在道路表面2的横截面上形成槽形凹痕，例如在图 2b和图2c中清楚地示出。

两个相邻槽18之间的距离19从而取决于铣刨鼓的行间距，即如在周 向方向上看到的相邻刀具16的轴向距离。

取决于铣刨鼓的布局，优选在3毫米至25毫米之间的行间距是常见的。

图2c以示意图示出槽18之间的距离19从以螺旋形状布置在铣刨鼓12 上的刀具16的行间距导致。

优选地，刀具16的以相反方向上行进的两个螺旋形成在铣刨鼓12上， 其任务是将所铣刨掉的材料朝向鼓中心或朝向铣刨鼓12的特定轴向位置 输送。

图3以示意图示出在铣刨鼓壳体10内铣刨鼓12的常规轴向支撑件， 其不可相对于机械框架8轴向运动。铣刨鼓轴24通过固定轴承30和浮动 轴承32支撑在铣刨鼓壳体10的侧壁11、13内。浮动轴承可在轴向上小幅 运动，以便例如可补偿铣刨鼓轴24的任何热膨胀。

铣刨鼓驱动器通常优选布置在固定轴承30一侧，并且例如可通过机械 带式驱动器38、也可通过液压或电动驱动器来操作。

根据本发明支撑在铣刨鼓壳体10的前端壁的铣刨鼓12除了径向支撑 件之外具有可在轴向方向上运动的轴向支撑件。在该布置中，铣刨鼓的固 定轴承(轴向支撑件)相对于机械框架8与整个铣刨鼓壳体10一起运动或 相对于整个铣刨鼓壳体10运动。

由于根据本发明的相对较小的振荡行程，也以该设计实现机械鼓驱动 器，因为只必须实现带式驱动器38的小的轴向运动。

在图4和图5中，呈现一个实施例，其中实现铣刨鼓的轴向运动，其 原因在于具有铣刨鼓12的整个铣刨鼓壳体10执行振荡行程。在该布置下， 振荡驱动器28在机械框架8和铣刨鼓壳体10之间起作用。

如从图4和图5可知，铣刨鼓壳体10可沿着不少于两个线性引导件 42a、44a和42b、44b横向于行进方向22运动，所述引导件彼此平行地延 伸，以便使得具有铣刨鼓12的整个铣刨鼓壳体10在平行于地面的平面内 在平行于铣刨鼓轴24的轴向方向上振荡。

振荡驱动器28使得铣刨鼓壳体10能够相对于机械框架8振荡，所述 振荡驱动器28特别是线性驱动器，例如包括活塞-缸单元或机械偏心驱动 器或主轴驱动器。

图5是图4中所示实施例的示意性俯视图，从其可知线性引导件42a、 42b平行于线性引导件44a和44b以及铣刨鼓轴24延伸。

当铣刨鼓壳体10只进行短的行程时，引导件42a、42b、44a、44b可 比图5的示意图设计得显著更短。应当进一步理解的是，每个线性引导件 42a、42b和44a、44b分别可以是一体式的设计。这意味着，引导件42a、 42b和44a、44b可分别连接到彼此，或者可延伸过铣刨鼓壳体10的整个宽 度。

图6以示意图示出第二实施例，其中铣刨鼓壳体10以刚性的方式附接 在机械框架8处，以及铣刨鼓12通过浮动轴承32a、32b支撑在侧壁11、 13中。振荡驱动器28在铣刨鼓12和铣刨鼓壳体10之间起作用。为此， 铣刨鼓壳体10在轴向方向上最少比铣刨鼓12长最大振荡行程。

备选地，未示出的可轴向运动的中间壁也可布置在侧壁13和铣刨鼓 12之间，铣刨鼓12的一端部在中间壁内被支撑在固定轴承中。在这种情 况下，振荡驱动器28在中间壁和侧壁13之间起作用。

图7以示意图示出铣刨鼓壳体10在行进方向22上的振荡运动，而图 8涉及其中铣刨鼓12可在行进方向上在侧壁11、13内振荡的实施例。

平行于行进方向22的附加振荡运动可通过图7中所示的两个附加的线 性引导件46、48产生，线性引导件46、48垂直于线性引导件42、44延伸， 使得不仅轴向振荡运动可叠加到刀具16的旋转运动上，而且有平行于行进 方向22的附加的振荡运动。

在图8中所示的实施例中，铣刨鼓轴24在铣刨鼓壳体10内在水平槽 25内受到引导。

线性引导件42、44、46、48例如也可预期为复合滑动件的设计。

振荡在轴向方向上以及平行于行进方向22的幅度和/或频率是可变地 调节的。例如，振荡行程可在行间距的0.5倍至1.5倍之间的范围内进行调 节。然而最大振荡行程优选由行间距进行引导，并仅稍微偏离行间距。

例如，振荡行程可在3毫米至40毫米、优选5毫米至40毫米之间的 范围内。

振荡频率可在0.1Hz至40Hz之间进行调节。

备选地，频率也可调节成使得在铣刨鼓12的平均轴向速度大小和铣刨 鼓12的前进速度或铣刨鼓12刀具的周向速度或刀具周向速度的总和与铣 刨机的前进速度之间得到特定关系。

根据另一替代方案，可有利的是将特定的铣刨鼓转速范围与相对于特 定的铣刨鼓转速范围调节的振荡频率范围相结合。

例如，在180rpm至600rpm之间(或在3Hz至10Hz之间的铣刨鼓 旋转频率)、优选在240rpm至360rpm(或4Hz至6Hz)之间范围内的相 对高的铣刨鼓转速可与在0.1Hz至5Hz之间、特别优选在1Hz至3Hz之 间的相对低的振荡频率相结合。

在该布置中，振荡频率是指适于振荡行程的指定范围。

根据另一个特别优选的实施例，低的铣刨鼓转速可与高的振荡速度相 结合。

在这种情况下，铣刨鼓转速可在30rpm至180rpm(对应于0.5Hz至 3Hz的铣刨鼓旋转频率)之间、优选在60rpm至150rpm(对应于1Hz至 2.5Hz)之间的范围内，其中振荡频率在2Hz至40Hz之间、优选在5Hz 至15Hz之间的范围内。

通常情况下，该实施例是优选的，因为它使得能够实现较低的刀具磨 损和破裂(切割刀具的较低周向速度，即，在切割中作用于刀具上的较小 的力)。

振荡频率不应对应于铣刨鼓旋转频率的整数倍(或反之)，因为如果振 荡频率对应于铣刨鼓旋转频率的整数倍(或反之)将始终使得切割能够在 行进方向上延伸的相同线路上进行。然而这种效应在快速振荡例如五倍于 鼓旋转频率的情况下可忽略。

在对应于行间距的振荡行程的情况下还必须避免旋转频率一半的整数 倍，否则切割也将总是在行进方向上延伸的线性纹理的同一直线上或相邻 线上进行。

最后，通过与铣刨鼓旋转频率的谐波(其例如具有约30％振荡频率的 频率范围)叠加也可使得可变的振荡频率成为可能。

铣刨鼓12的平行于行进方向22的叠加的振荡运动也可以不是如图7 和图8中所示的线性的，而是以围绕在铣刨鼓轴24上方并平行于其延伸的 枢转轴50的圆弧形状来实现。

在这种情况下，图9示出一个实施例，其中具有铣刨鼓12的铣刨鼓壳 体10可在行进方向22上围绕枢转轴50以圆弧的形状振荡。

图10示出替代实施例，其中铣刨鼓12可在行进方向22上围绕枢转轴 50在铣刨鼓壳体10内振荡。在这种情况下，槽25围绕枢转轴50布置在 铣刨鼓壳体10的侧壁11内并弯曲成圆弧形状。

图11示出纵向引导件42、44、46、48的横截面，从其可知彼此平行 地延伸的两个引导件42、48的每一个仅具有单一的自由度，即在轴向方向 上的自由度，而另外的引导件44、46相应地具有在轴向方向上的自由度和 在水平方向上的自由度。引导件的这种设计既适于在轴向方向上作用的线 性引导件42、44又适于在行进方向上作用的线性引导件46、48。

该道路铣刨机可包括控制器14，其根据铣刨鼓的转速和/或铣刨机的前 进速度和/或铣刨鼓的铣刨深度来自动地控制或调节振荡频率和/或振荡幅 度。此外，道路表面的参数可以加以考虑，例如道路表面的一致性。