Baumaschine mit beheizbaren Lagerstrukturen |
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申请号 | EP13175298.2 | 申请日 | 2013-07-05 | 公开(公告)号 | EP2821551B1 | 公开(公告)日 | 2016-02-10 |
申请人 | Joseph Vögele AG; | 发明人 | Erdtmann, Bernhard; Mueller, Wolfgang; Felchner, Andre; | ||||
摘要 | |||||||
权利要求 | |||||||
说明书全文 | Die Erfindung bezieht sich auf eine Baumaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Solche Baumaschinen zur Verarbeitung und/oder zum Transport von Mischgut mit temperaturabhängiger Viskosität, bspw. Asphalt, sind aus der Praxis in Form von Straßenfertigern oder aber Beschickern bekannt. Sie werden zum Legen von Schichten im Straßenbau oder beim Bau von anderen befestigten Wegen eingesetzt. Sie verarbeiten noch heißes Material, das auf der dafür vorgesehenen Oberfläche verteilt und verdichtet wird. Die Temperatur des eingebauten Materials und eine homogene Temperaturverteilung innerhalb des verbauten Materials spielen dabei eine entscheidende Rolle für die Qualität des Einbauergebnisses. Aus dem folgenden Stand der Technik sind verschiedene Mittel und Wege bekannt, die Temperatur des Materials an verschiedenen Stellen der Baumaschine auf einem gewünschten Niveau zu halten, bzw. die Temperaturverteilung homogen zu halten. Aus der In der Weitere beheizbare Materialfördersysteme in Straßenfertigern bzw. Materialfördersysteme mit Heizeinrichtungen sind aus der Aufgabe der Erfindung ist es, Baumaschinen der oben genannten Art dahingehend zu verbessern, dass eine homogenere Temperaturverteilung innerhalb des verbauten Materials erreicht wird. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Baumaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gegeben. Bei der erfindungsgemäßen Baumaschine zur Verarbeitung und/oder zum Transport von Material mit temperaturabhängiger Viskosität handelt es sich um einen Straßenfertiger oder einen Beschicker. Dieser umfasst einen Maschinenrahmen, an dem ein Gutbunker, ein Fahrerstand, ein Primärantrieb sowie ein Fahrwerk mit Vortriebselementen vorgesehen sind. Des Weiteren umfasst die erfindungsgemäße Baumaschine ein Fördersystem, das zur Förderung des Materials konfiguriert ist, wobei das Fördersystem mindestens eine Förderschnecke umfasst und die mindestens eine Förderschnecke durch mindestens eine Lagerstruktur gelagert ist. Die erfindungsgemäße Baumaschine zeichnet sich dadurch aus, dass die Lagerstruktur selbst durch mindestens ein Heizelement beheizbar ist. Die Lagerstruktur ist dazu konfiguriert, die Förderschnecke drehbar an dem Maschinenrahmen zu lagern. Sie ist bevorzugt dazu konfiguriert, die Förderschnecke an ihrer Mittel- oder Drehachse drehbar zu lagern. Dies kann mit Hilfe von geeigneten Lagerabschnitten realisiert werden, die an der Förderschnecke vorgesehen sind, bspw. an einer Kernwelle der Förderschnecke. Besonders bevorzugt ist die Verwendung von Drehlagern, z. B. Wälz- oder Gleitlager bzw. -buchsen. Diese können die Reibung und damit den Verschleiß reduzieren. Bei der Lagerstruktur kann es sich bspw. um einen Lagerbock handeln, an dem die Förderschnecke im Bereich ihrer Drehachse drehbar gelagert ist. Die Erfindung bietet den Vorteil, dass das Temperaturniveau und die Homogenität der Temperaturverteilung auch in solchen Fällen nicht negativ beeinflusst wird, in denen das Einbaumaterial mit der Lagerstruktur in Berührung kommt. Eine solche Möglichkeit zum Beheizen der Lagerstruktur bietet darüber hinaus den Vorteil, das bei der Reinigung der Baumaschine ggf. anhaftendes, erkaltetes Material erwärmt und so leichter entfernt werden kann. Des Weiteren ermöglicht die erfindungsgemäße Konfiguration eine Art des Vorheizens der Lagerstruktur, bevor die Förderschnecken in Betrieb genommen werden. Dadurch wird ggf. vorhandenes erkaltetes Material, das der Rotation der Förderschnecken durch Verkleben mit der Lagerstruktur entgegenwirkt, aufgeweicht und das Losbrechmoment der Förderschnecken so verringert. Durch die verringerte Reibung, augrund von weniger erkalteten und damit harten Materialresten, wird auch der Verschleiß reduziert. In einer erfindungsgemäßen ersten Variante ist das Heizelement in einem innerhalb der Lagerstruktur vorhandenen Hohlraum angeordnet. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass das Heizelement durch die Lagerstruktur vor Beschädigungen, Staub, Nässe oder anderen negativen Einflussfaktoren geschützt ist. Dabei ist es möglich, dass der Hohlraum innerhalb der Lagerstruktur ohnehin vorhanden ist, bspw. weil die Lagerstruktur aus einem rohrförmigen oder einem anderen hohlen Halbzeug gefertigt ist. Ebenso ist jedoch auch vorstellbar, dass der Hohlraum speziell für die Aufnahme des Heizelements vorgesehen ist. In einer erfindungsgemäßen zweiten Variante ist das Heizelement an einer Außenseite der Lagerstruktur vorgesehen. Dies hat den Vorteil, dass ein ggf. defektes Heizelement einfacher ausgetauscht werden kann. Generell können Wartungs- und Reparaturarbeiten an einem außerhalb der Lagerstruktur angebrachten Heizelement einfacher durchgeführt werden. Zu diesem Zweck kann es vorteilhaft sein, wenn das Heizelement durch eine lösbare Verbindung an der Außenseite der Lagerstruktur befestigt ist. Dabei kann es sich bspw. um eine Schraubverbindung, eine formschlüssige oder aber eine Steckverbindung handeln. Es ist jedoch ebenso möglich, eine nicht-lösbare Verbindung vorzusehen, z. B. eine stoffschlüssige Verbindung, eine Schweiß- oder aber eine Klebeverbindung. Es ist denkbar, dass das Heizelement in die Lagerstruktur integriert ist. Es kann dabei z. B. integral mit der Lagerstruktur ausgeführt sein. Bspw. ist es denkbar, dass das Heizelement in der Lagerstruktur vergossen ist. Das Heizelement kann dabei entweder nach Außen hin freiliegen, oder auch durch die Lagerstruktur abgedeckt sein. Besonders günstig ist es, wenn ein Schutzelement zum Schutz des Heizelements vorgesehen ist. Dieses kann bspw. an der Lagerstruktur befestigt sein, vorzugsweise abnehmbar. Auf diese Weise kann auch ein zur Außenseite der Lagerstruktur freiliegendes, bzw. an dieser Außenseite angebrachtes Heizelement zumindest vor mechanischen Einflüssen wie Stößen oder Schlägen, oder vor einem Verkleben mit dem Einbaumaterial geschützt werden. Eine abnehmbare Variante des Schutzelements ermöglicht weiterhin einfach durchzuführende Wartungs-, Reparatur- und Austauscharbeiten. Das Schutzelement kann dabei direkt mit einer lösbaren Verbindung befestigt sein. Denkbar ist es jedoch ebenfalls, ein Montageelement, an dem das Schutzelement lösbar befestigt ist, permanent zu befestigen. Das Schutzelement kann dabei an der Lagerstruktur selbst befestigt sein, aber ebenso gut an einer beliebigen anderen geeigneten Struktur der Baumaschine, z. B. dem Maschinenrahmen. Bei der Lagerstruktur kann es sich z. B. um einen Mittellagerbock und/oder einen Außenlagerbock der Förderschnecke handeln. Die Förderschnecke kann dabei bspw. eine Querförderschnecke sein, die das Einbaumaterial vor einer Bohle eines Straßenfertigers quer zur Fahrtrichtung verteilt. Der Mittellagerbock ist dabei in der Mitte des Straßenfertigers vorgesehen. Der Außenlagerbock kann an der linken oder aber an der rechten Außenseite am Ende der Förderschnecke angeordnet sein. Sowohl der Mittel- als auch der Außenlagerbock sind dabei dazu konfiguriert, die Förderschnecke drehbar an dem Maschinenrahmen zu lagern. Es ist vorstellbar, dass mehrere Lagerstrukturen mit jeweils mindestens einem Heizelement vorgesehen sind, wobei mindestens ein Heizelement innerhalb der Lagerstruktur, an der es vorgesehen ist, angeordnet ist und/oder mindestens ein Heizelement an einer Außenseite der Lagerstruktur, an der es vorgesehen ist, angeordnet ist. Auf diese Weise sind sämtliche Kombinationen von innerhalb der jeweiligen Lagerstruktur und an einer Außenseite der jeweiligen Lagerstruktur vorgesehenen Heizelementen denkbar. Bei einem Beispiel einer mittleren Lagerstruktur und zwei äußeren Lagerstrukturen können bspw. die Heizelemente an den äußeren Lagerstrukturen an der Außenseite der jeweiligen äußeren Lagerstrukturen vorgesehen sein, und die Heizelemente an der mittleren Lagerstruktur können innerhalb derselben vorgesehen sein. Genau so gut sind jedoch beliebige andere geeignete Kombinationen denkbar. In einer Variante können sämtliche Heizelemente innerhalb der jeweiligen Lagerstrukturen angeordnet sein oder aber sämtliche Heizelemente an einer Außenseite der jeweiligen Lagerstrukturen angeordnet sein. Besonders günstig ist es, wenn die Heizleistung des Heizelements variabel einstellbar ist. Auf diese Weise kann die Heizleistung an unterschiedliche Einbaumaterialien, die unterschiedliche Verarbeitungstemperaturen aufweisen, angepasst werden. Ebenso ist eine Anpassung an schwankende Umgebungstemperaturen möglich. Denkbar ist zudem, dass unterschiedliche Verarbeitungsgeschwindigkeiten unterschiedliche Temperaturen erforderlich machen. In einer weiteren vorteilhaften Variante kann die Heizleistung des Heizelements automatisiert regelbar sein. Dadurch wird der Bedienkomfort der erfindungsgemäßen Baumaschine wesentlich erhöht. Als Basis für die Regelung der Heizleistung des Heizelements sind mehrere Eingangsgrößen denkbar. Eine vorteilhafte Variante sieht einen Temperatursollwert als Basis für die Regelung vor. Es kann jedoch ebenso eine vorgegebene Wärmmenge verwendet werden. Unabhängig davon, welche Sollwerte für die Regelung verwendet werden, können diese von anderen Einflussfaktoren abhängig sein, so z. B. von der Umgebungstemperatur, der Mischguttemperatur, der Wärmeleitfähigkeit der verwendeten Werkstoffe für die Lagerung, der Einbaugeschwindigkeit oder aber der Arbeitsbreite einer Bohle, wenn die erfindungsgemäße Baumaschine ein Straßenfertiger ist. Es ist vorteilhaft, wenn das Heizelement unabhängig von übrigen Aggregaten der Baumaschine betreibbar ist. Es ist dabei denkbar, dass das Heizelement unabhängig von sämtlichen Aggregaten der Baumaschine betreibbar ist; diese Aggregate können bspw. ein Primärantrieb der Baumaschine, das Fördersystem der Baumaschine, ein Kühlsystem sowie weitere beliebige Komponenten der Baumaschine sein. Ebenso kann das Heizelement unabhängig von ausgewählten Aggregaten der Baumaschine bspw. nur unabhängig von dem Fördersystem, aber abhängig von dem Primärantrieb der Baumaschine betreibbar sein. Dadurch können verschiedene Funktionen, wie bspw. die weiter oben erwähnten Reinigungs- oder aber Vorheizfunktionen einfacher realisiert werden. Vorstellbar ist es, dass die Heizelemente in einer Art Matrixmaterial vergossen sind. Dabei können Metalle, Keramiken, Glas, Kohlefaser oder aber Kunststoffe verwendet werden. Ebenso sind geeignete Kombinationen oder Verbundwerkstoffe aus diesen Materialien möglich. Es ist denkbar, dass das Heizelement mit elektrischer Energie betreibbar ist. Solche elektrischen Heizelemente sind bspw. bei Straßenfertigern an anderen Einbauorten bereits verbreitet. Ihre Heizleistung lässt sich einfach einstellen und ihr Anschluss kann durch einfache Kabel erfolgen. Bei elektrischen Heizelementen sind unterschiedliche Wirkmechanismen vorstellbar. So ist es bspw. möglich, dass das Heizelement ein Widerstandsheizelement, ein induktives Heizelement oder aber einen Infrarotstrahler umfasst. Die verschiedenen Arten von elektrischen Heizelementen weisen unterschiedliche Vorteile auf, so ist z. B. ein Widerstandsheizelement besonders einfach zu realisieren, während ein Infrarotstrahler die Möglichkeit einer gerichteten Wärmeübertragung bietet. In einer weiteren Variante sind jedoch auch andere Heizelemente denkbar, so z. B. Heizelemente, die durch Verbrennung eines Brennstoffs betrieben werden. Dabei kommt eine Vielzahl von Brennstoffen in Betracht, so z. B. verschiedene Brenngase wie Methan, Acetylen, Propan, Butan oder aber Wasserstoff. Vorstellbar sind ebenfalls flüssige Brennstoffe, wie z. B. Benzin oder Diesel. Bei dem Brennstoff kann es sich sowohl um einen speziell zum Zweck des Betriebs des mindestens einen Heizelements mitgeführten Brennstoff handeln, als auch um den gleichen Brennstoff, der zum Betrieb des Primärantriebs verwendet wird. D.h., dass der Brennstoff sowohl zum Betrieb des Heizelements als auch zum Betrieb des Primärantriebs verwendbar sein kann. In einer weiteren Variante können die Heizelemente Heißluftgebläse, die bspw. mit aufgeheizter Kühlluft des Primärantriebs 5 oder Abgasen desselben betrieben werden können, umfassen. Besonders günstig ist es, wenn das Heizelement einen Reinigungsmodus aufweist, in dem das Heizelement dazu betrieben wird, erhärtetes Material im Bereich der Lagerstruktur aufzuweichen und so eine leichtere Reinigung zu ermöglichen. Ein solcher Reinigungsmodus kann z. B. darin bestehen, dass das Heizelement für einen bestimmten Zeitraum die höchstmögliche Heizleistung liefert. Es kann vorteilhaft sein, wenn das Heizelement von einer an der Baumaschine vorgesehenen Bedienvorrichtung aus einstellbar ist. Dabei kann es sich z. B. um ein zentrales Bedienpult im Bereich des Fahrerstands handeln. Ebenso sind jedoch bspw. sogenannte Außensteuerstände denkbar, die bspw. an den äußeren Enden einer Einbaubohle eines Straßenfertigers befestigt sind. Dabei ist es denkbar, dass die Heizleistung des Heizelements direkt variabel eingestellt werden kann. In einer anderen Variante kann der Temperatursollwert für eine automatisierte Regelung durch einen Bediener mit Hilfe der Bedienvorrichtung vorgegeben werden. Im Folgenden wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Der Gutbunker 3 dient zur Aufnahme eines Vorrats an Material 9, aus dem der spätere Straßenbelag hergestellt wird. Dazu wird das Material 9 durch ein Längsfördersystem (nicht gezeigt) unter dem Fahrerstand 4 hindurch zur Rückseite der Baumaschine 1 gefördert, wo es von einem Fördersystem 10 quer zur Fahrtrichtung der Baumaschine 1 verteilt wird. Im gezeigten Ausführungsbeispiel verfügt das Fördersystem 10 über zwei Förderschnecken 11. Diese sind mit Hilfe von Lagerstrukturen 12 und ggf. weiteren strukturellen Elementen 13 drehbar an dem Maschinenrahmen 2 gelagert. Im dargestellten Ausführungsbeispiel werden als Lagerstrukturen zwei Außenlagerblöcke 12a sowie ein Mittellagerbock 12b verwendet. Gemäß der Erfindung können jedoch je nach Konfiguration des Fördersystems 10 verschiedene Anzahlen und Arten von Lagerstrukturen 12 verwendet werden. In Wie gezeigt sind verschiedene Anordnungsformen denkbar. So ist in dem in In Der Gutbunker 3' dient zur Aufnahme eines Vorrats an Material 9', aus dem der spätere Straßenbelag hergestellt wird. Dazu wird das Material 9' durch ein Längsfördersystem 19 an dem Fahrerstand 4' vorbei in einen Gutbunker 3 eines folgenden Straßenfertigers, bspw. des Straßenfertigers 1 gemäß dem erstgenannten Ausführungsbeispiel, gefördert. In dem Gutbunker 3' sind vier Förderschnecken 11' angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel dienen sie zur Förderung des Materials 9' aus Randbereichen des Bunkers 3' in Richtung des Längsfördersystems 9. Die Förderschnecken 11' müssen nicht im Bunker 3' vorgesehen sein. Vielmehr sind Förderschnecken 11' an beliebigen Positionen des Beschickers 1' denkbar, bspw. als Teil des Längsfördersystems 19 oder aber als speziell zur besseren Durchmischung des Materials 9' vorgesehene Förderschnecken 11', die z. B. zwischen Gutbunker 3' und Längsfördersystem 19 angeordnet sind. Ebenso ist ein Gutbunker 3' ohne jegliche Förderschnecke 11' vorstellbar. Die Förderschnecken 11' sind mit Hilfe von Lagerstrukturen 12' drehbar an dem Beschicker 1' gelagert. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Lagerstrukturen 12' mit jeweiligen Wänden des Bunkers 3' verbunden. Sie können jedoch auch direkt an dem Maschinenrahmen 2' oder an anderen strukturellen Elementen des Beschickers 1' befestigt sein. Für die Ausführungsbeispiele, die den Beschicker 1' zeigen, gelten entsprechend die Variationsmöglichkeiten, die in den Ausführungsbeispielen, die einen Straßenfertiger 1 zeigen, beschrieben wurden. Auch die Betriebsarten und Energiequellen, die im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel des Straßenfertigers 1 genannt wurden, sind auf die Heizelemente 14', 14" des Beschickers 1' anwendbar. Die gezeigten Ausführungsbeispiele können lediglich eine Auswahl der möglichen Kombinationen darstellen. Es ist möglich, eine beliebige Anzahl von Heizelementen 14, 14', 14" an einer beliebigen Anzahl von Lagerstrukturen 12, 12' vorzusehen. Dabei muss nicht an sämtlichen vorgesehenen Lagerstrukturen 12, 12' auch ein Heizelement vorgesehen sein. Wenn eine Lagerstruktur 12, 12' beheizt werden soll, kann dies durch eine beliebige Anzahl von Heizelementen 14, 14', 14" bewerkstelligt werden. Auch die Gestaltung der Heizelemente 14, 14', 14" ist beliebig kombinierbar. So können bspw. in einer oder mehreren Lagerstrukturen eines Fördersystems 10, 10' spiralförmige Heizelemente 14, 14', 14" eingesetzt werden und in weiteren Lagerstrukturen 12, 12' desselben Fördersystems 10, 10' lineare Heizelemente 14, 14', 14". Genauso ist es möglich, Lagerstrukturen 12, 12' mit integrierten Heizelementen 14, 14', 14" und Lagerstrukturen 12, 12' mit nicht integrierten Heizelementen 14, 14', 14" zu kombinieren und/oder im Inneren der Lagerstrukturen 12, 12' vorgesehene Heizelemente 14, 14', 14" bzw. nach innen hin freiliegende Heizelemente 14, 14', 14" mit auf einer Außenseite einer weiteren Lagerstruktur 12, 12' vorgesehenen Heizelementen 14, 14', 14" bzw. nach außen hin freiliegenden Heizelementen 14, 14', 14" zu kombinieren. Außerdem kann das Vorsehen oder nicht Vorsehen von Schutzelementen 16, 16' an mehreren Lagerstrukturen 12, 12' sowie deren Art bzw. Ort der Befestigung beliebig kombiniert werden. Z. B. kann bei einem Fördersystem 10 mit zwei Außenlagerböcken 12a und einem Mittellagerbock 12b an dem am Mittellagerbock 12b vorgesehen Heizelement kein Schutzelement 16 vorgesehen sein, an einem der Außenlagerböcke 12a ein lösbar befestigten Schutzelement 12a und an dem anderen der Außenlagerböcke 12a ein nicht lösbar befestigtes Schutzelement 16. |