一種用於處理地表的設備的製作方法

2023-04-24 13:40:56 1

專利名稱：一種用於處理地表的設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於處理地表的設備。
背景技術：
用於處理表面的這種機動施工機械如從EP1408158B1中所知。其中所描述的路面銑刨機包括機架，其具有用於驅動運動裝置以及用於驅動工作裝置的驅動馬達。該運動裝置可包括通過升降柱與機架相連的輪子或導向組件。作為輥式驅動器，驅動裝置特別是要驅動用於銑刨地表的銑刨鼓，優選地以反轉操作的方式運轉。銑刨鼓可通過一耦合裝置從驅動系統中脫開。在行進方向上，在銑刨鼓後面以高度可調的方式設置一刮刀，其中刮刀滑過已被銑刨鼓銑刨的地表或將被銑刨鼓銑刨的地表。在銑刨操作過程中，刮刀的底部邊緣總是處於銑刨鼓的切割圓周的最低平面處。根據銑刨鼓的寬度，這種施工機械以一種帶狀方式工作。也就是說，當對預定部分的地表完成銑刨之後，所述施工機械需要返回以銑刨相鄰的地帶。這種反向的移動稱為操縱行程。在操縱行程內，工作裝置處於所謂的操縱位置，而工作裝置在工作行程內處於所謂的工作位置。這裡與之相關的是，與工作行程中相反，所述銑刨鼓在操縱行程內具有與運動裝置相同的轉動方向。這也被稱為同步運行。在同步運行時為了防止銑刨鼓的工具與地表產生任何意外碰撞，根據本領域現有技術的描述，有必要在反向移動的過程中使銑刨鼓保持不動，這是因為在銑刨鼓與地面意外接合的情況下，該施工機械可以一種不可控並且突然的方式被加速。由於銑刨鼓的圓周速度尤其是在操作速度下的圓周速度可為機械行進速度的很多倍，例如三倍，因此在銑刨鼓突然接合的情況下，可能導致該路面施工機械的強烈的且不可控的加速。並且，在與地表意外接合的情況下，存在銑刨鼓會被損壞的危險。根據前述的EP1408158B1，銑刨鼓在處理的地錶帶端部處從銑刨處上移後與驅動系統脫開。在操縱行程內，現在該施工機械可沒有任何隱患地內向後移動到要處理的部分的開始處，在該開始處，首先需要將馬達抑制在空轉速以進行銑刨鼓的重新耦合。將由內燃機構成的驅動馬達降速至空轉速以及將其重新加速至操作速度兩者都需更一段相當長的等待時間，這與普通的載客汽車發動機不同。在開始處理下一地錶帶之前，需要使驅動馬達再次處於操作速度。這些過程極其耗時並且對機動車操作者來說非常繁重，尤其是在更處理短路段的情況下。並且，離合器的連續接合以及所導致的發動機的頻繁的荷載變化會導致驅動系統內所涉及的耦合裝置、發動機以及其他所有組件的磨損增加。為了消除這些缺點而開發的一種機動施工機械和一種處理地表的方法從DElO 2006 024 123A1 中可知。該專利中所述的路面銑刨機提供了 銑刨鼓可通過旋轉或通過運動裝置的升降柱的提升而可從銑刨處移開。提升的銑刨鼓與地表的距離通過一監控裝置監控。如果該監控裝置監測到一差值在預定距離內，則將此時仍繼續轉動的被提升銑刨鼓與馬達脫開，或者將運動裝置與馬達脫開，所述機架被提升或者生成一警告信號。如果銑刨鼓已真正與地面接觸，其僅需要破壞當前的轉動能。該施工機械的質量足夠大以阻止施工機械在行進方向上的跳動。在這樣一施工機械中，銑刨鼓可與馬達永久地保持聯結，特別是在同步操縱行程內。當進行必要的調整時，例如通過抑制和加速馬達，則可將時間損失減少到一個相當合理的範圍。然而，這樣的監控裝置不能對轉動中的已提升銑刨鼓與地表的距離的監測進行可靠的、無瑕疵的監控提供任何保證。在監控裝置的安全反應沒有發生或僅太晚發生時，是存在風險的，例如在地表上有裂縫或地表突然起伏的情況下。這會產生嚴重後果，因為轉動中的銑刨鼓可能接合地面並以一種突然和不可控的方式使施工機械加速。因此，本發明的目的是提供一種處理地表的設備，使用該設備，可使地表的處理過程變得可靠、有效，尤其是在工作行程和操縱行程之間變化所需的時間縮短，且相應的等待期縮短。

發明內容
該目標尤其可通過一種處理地表的設備實現，該設備包括運動裝置、工作裝置 (尤其是對地表進行銑刨的銑刨裝置)以及用於驅動所述運動裝置和工作裝置的驅動裝置，所述工作裝置可移動到工作位置和操縱位置，在所述工作位置中，工作裝置與地表操作接合，而在操縱位置中，工作裝置與地表不進行操作接合，在該設備中提供有傳感器裝置， 其監測工作裝置的所述操縱位置和/或工作裝置的至少一個工作參數，即工作裝置的動力消耗、工作速度、轉動速度或它的傾斜度，和/或監測運動裝置的至少一荷載參數。該設備還包括有控制裝置，在操縱位置中和/或在監測到至少一個被監測工作參數或荷載參數與設定的參數值相偏離的情況下，其降低驅動裝置與工作裝置之間的摩擦連接和/或由驅動裝置傳輸到工作裝置的驅動動力。優選地，所述工作裝置包括至少一用於銑刨地表的銑刨裝置，其中術語銑刨裝置表示任何用於處理地表的工具或裝置，例如碾磨、壓實、銑刨或整平工具。針對銑刨裝置的轉動方向，運動裝置優選地在操縱行程內與銑刨裝置具有相同的轉向，而在工作行程內與銑刨裝置具有相反的轉向。在根據本發明的設備中，驅動裝置可作為一個驅動部或多個驅動部。相應地，工作裝置和運動裝置可由一共用的驅動部驅動，或者也可通過它們各自的驅動部驅動。這會在下面更詳細地介紹。本發明的一個重要的方面在於工作裝置可與驅動裝置持久性地保持結合，也就是說，通過使用上述傳感器，尤其是專用於所述工作參數的傳感器，可使工作裝置可與驅動裝置在工作行程以及操縱行程內持久地保持結合。上述控制裝置特別適用於在工作時監控驅動裝置和工作裝置之間的摩擦連接，並在操縱行程時和/或確定監測到的參數與設定參數相偏離時降低該摩擦連接。這些監測到的參數為工作裝置或整個設備的工作參數，即它們的動力消耗、工作速度、轉動速度或傾斜度，和/或運動裝置或設備的荷載參數(比如作用在運動裝置上的重量或加速度)。
例如，通過控制裝置可在監測操縱行程期間減小傳輸到驅動裝置的驅動動力，這樣，在發生故障的情況下，也就是在驅動裝置與地表的意外接觸時，僅需要制動機器的已降低的驅動動力。儘管驅動裝置在這種狀態下仍然以(降低的)工作速度運行(在操縱行程後的工作行程中可從該速度迅速恢復)，在突發的意外接合的情況下該速度不足以以不可控的方式加速機器。此外，設備上的驅動裝置的意外動作(例如在操縱行程期間工作裝置與地表意外接觸的情況下)可通過對驅動裝置和工作裝置之間的摩擦連接的選擇性控制而得以預防； 尤其是藉助這樣一種設備可因此改進處理地表的安全性。摩擦連接可因此以這樣一種方式降低，即儘管驅動裝置以設定速度優選以工作速度在操縱位置進一步驅動，但與地表的接觸超過了摩擦連接界限，從而使得沒有進一步的驅動動力(其以不可控方式驅動所述設備)被輸送。與對工作裝置和地表之間的距離的監測以及對在該距離內的差值的監測的反應相對照，根據本發明的設備提供了一種更精確且安全的可能性，用於核對是否存在無故障的操縱行程。尤其是對作用在設備上特別是工作裝置上的工作參數的監測在這裡是非常重要的方面。因此，例如工作裝置的速度可使用相應的傳感器監測。由於轉動速度會在工作裝置與地表或其它的障礙突然接合時突然變化，因此可直接地且有效地推斷出故障。上述功能同樣可應用於監控所需的驅動動力，在上述故障發生的情況下，驅動動力的消耗也會突然上升。上述功能同樣可用於工作裝置或設備本身的傾斜度的變化。根據本發明，當啟動操縱行程時，不再需要緩慢停止工作裝置的驅動系統，且反過來在隨後的工作行程中不再需要緩慢的重啟動。這使得操作者在運行該設備來執行任務時更有效。正如上面已經說明的那樣，工作裝置，尤其是設備的銑刨裝置優選地通過耦合裝置與驅動裝置操作連接。控制裝置控制該耦合裝置的摩擦連接和/或滑動(離合器打滑)。 這樣，工作裝置尤其是在操縱行程內仍然被驅動，而降低的摩擦連接保證了在工作裝置與地面的意外接觸的情況下不會經由設備的驅動部而使設備加速。摩擦連接以及尤其是離合裝置的離合器滑動以這樣一種方式可調節，即在操縱行程內基本上沒有離合器打滑而在工作行程內存在離合器打滑。這樣可優選地對於任何設備、任何驅動裝置以及進一步地對環境參數(例如工作速度和要處理的地表類型等)單獨地設定。該設備進一步的特徵在於，該設備的傳感器裝置優選地包括至少一個荷載傳感器，其與運動裝置操作連接。該荷載傳感器監測作用在運動裝置上的荷載參數，例如重量荷載、加速荷載和/或這些荷載參數的變化。相應地，可識別不是由操作者發起的而是由驅動裝置與地表的意外接合或任何其它的障礙所引起的作用力或釋放中的任何非預期的變化。 在響應過程中，可迅速而有效地降低驅動裝置和工作裝置之間的摩擦連接和/或傳輸到驅動裝置的驅動動力，或採取相應的保護描施。優選地，該設備的傳感器裝置包括至少一個傾斜度傳感器，其監測設備的傾斜度和/或傾斜度的變化。因此可快速而可靠地監測到驅動裝置的意外接合或類似幹擾，這種意外接合或類似幹擾不可避免地導致尤其是設備傾斜度的突然變化。傳感器裝置優選包括至少一個工作負荷傳感器，其監測工作裝置的動力消耗和/或工作速度和/或轉動速度和/或它們的變化。這樣，在這些參數中的一個與設定參數值偏離的情況下，可降低驅動裝置和工作裝置之間的摩擦連接或驅動動力，或採取相應的保護措施。優選地，該工作負荷傳感器與耦合裝置操作連接。相應地，驅動動力、驅動速度、耦合滑動和/或它們的變化可被監測而用於所述耦合裝置，並在這些參數中的一個與設定參數值偏離的情況下可採取上述「保護措施」之一。上述傳感器和監控裝置的另一優點還在於監控機器的可操作性方面，尤其是在正常工作行程內的可操作性。由相同的上述傳感器能夠以安全且成本高效的方式監測到可從例如有缺陷的離合器構件和磨損的工具等推斷的操作中的問題。在另一實施例中，驅動裝置優選地包括副驅動裝置和主驅動裝置。工作裝置在操縱行程內可與副驅動裝置連接，而在工作行程內可與主驅動裝置或與這兩個驅動裝置都連接。這裡，副驅動裝置比主驅動裝置提供更少的工作動力。這樣可保證該施工機械的工作裝置在操縱行程後可迅速地加速至其工作速度或處於工作模式，而通過副驅動裝置的驅動進入工作行程是不可能的。這種安全功能整體上保持可靠。這裡應注意的是，具有副驅動裝置和主驅動裝置的該實施例還可應用於常規的用於處理地表的設備。其主要對於將設備快速地在操縱行程和工作行程之間進行切換提供了可能。優選地，驅動裝置以這樣的方式應用作為副驅動裝置的存在結果，尤其在操縱行程內，使工作裝置的工作速度尤其是其轉動速度與主驅動裝置的驅動速度同步是可能的。 這樣可確保主驅動裝置和副驅動裝置之間的迅速「切換」，尤其是可確保迅速地重新啟動主驅動裝置和工作裝置間的連接，從而減小了給定地表的處理時間，尤其是切換所需的時間。優選地，驅動裝置，尤其是副驅動裝置以這樣一種方式使用，即在主驅動裝置與工作裝置脫離期間以及在操縱行程內，工作裝置可由副驅動裝置加速至特別是主驅動裝置的工作速度。這樣，則可將工作裝置加速恢復到主驅動裝置的速度，尤其是在機器從操縱行程返回到工作行程的轉換前的短時間內，從而能夠在不產生中斷的情況下以一種簡單的方式切換和重新開始工作行程。副驅動裝置優選地包括電動驅動部或液壓驅動部，從而保證了快速反應的特點。 優選地，尤其是在副驅動裝置的工作狀態下，通過主驅動裝置對副驅動裝置進行「充電」，在所述工作狀態下，主驅動裝置被減速，即其處於操縱行程內。耦合裝置優選地包括皮帶驅動部。其皮帶張力優選地能夠通過控制裝置進行調節，尤其是可通過皮帶張緊裝置進行調節，以控制摩擦連接和/或耦合滑動。該皮帶驅動部優選地包括一液壓操作皮帶張緊器或類似的可調節的皮帶張緊器。這樣，在述操縱行程期間可容易地確保執行上述保護措施。


下面將參照附圖根據以下要更詳盡地說明的實施例對本發明進行描述。圖1示出了在工作行程中對地表進行處理的設備。圖2示出了該設備的第二實施例的示意圖，尤其是該設備的驅動部的圖解。圖3示出了該設備的第三實施例的示意圖，尤其是該設備的耦合的圖解。相同的參考數字將用在下面的說明書中表示相同的或功能相同的部件。
具體實施例方式如圖1中所示的用於處理地表的設備或施工機械1包括機架3和驅動裝置6。該驅動裝置6用於驅動運動裝置2和工作裝置4，在此例中工作裝置為銑刨裝置。在本實施例中運動裝置2由輪子構成。銑刨裝置4可藉助耦合裝置(未示出)與驅動裝置6分離，並可藉助機架3上的升降裝置5進入提升位置(未示出)。此處示出的降低的位置對應於工作位置或對所示的地表13進行銑刨的工作行程。如圖所示，在工作行程內，工作裝置4的轉動方向與設備1的運動方向或輪2的轉動方向相反。在提升位置或操縱位置(未示出)，工作裝置4不再與要銑刨的地表13接合。在該位置，設備「向後」移動至一新的銑刨帶的起點。在這樣的轉換期間，工作裝置4的轉動運動與設備1的運動方向同步。如果工作裝置4與地表13的不可控接合或另一障礙發生， 設備1以突然的且不可控的方式加速。這種「故障」是應當避免的。在操縱行程內，尤其通過降低傳遞到工作裝置4的驅動動力可實現上述目的。為實現該目的，設備1的工作參數和荷載參數藉助相應的傳感器監測，將監測到的參數與已有的設定的基準參數比較，通過適當的控制裝置來啟動消除上述「故障」的相應保護描施。 本發明提供了一種傳感器裝置，其帶有用於監測至少一個工作參數或荷載參數與設定參數值相偏離的不同傳感器。針對該內容，設備1主要配備有獨立的傳感器或這些傳感器的組合。因此，根據圖1的設備1包括至少一個荷載傳感器8、至少一個工作負荷傳感器10和至少一個傾斜度傳感器12，這些傳感器的功能將在下面更詳細地進行說明。荷載傳感器8監測作用在運動裝置2上的荷載參數，比如重量荷載和加速荷載或這些荷載參數的變化，從而監測到任何不是由操作者發起的非預期的受力或釋放的變化。 例如，如果在操縱行程中由於設備1的輪子2經過一凹陷處而出現工作裝置4與地表13的突然接合，這種接合將使設備1抬高，從而引起升降裝置5的短暫釋放並引起荷載傳感器8 相應的監測。從而在操縱行程中監測到的「故障」導致該工作裝置4的驅動裝置6內的直接響應，同時驅動裝置6和工作裝置4之間的摩擦連接和/或由驅動裝置6提供或產生的供給工作裝置4的有效動力減少。這種應用類似地應用到傾斜度傳感器，該傾斜度傳感器監測由於類似的狀況引起的設備的傾斜。同樣，在這種情況下，驅動裝置6和工作裝置4之間的摩擦連接和/或由驅動裝置6提供或產生的供給工作裝置4的有效動力通過相應的控制信號減少。另一方面，工作負荷傳感器10對如下參數進行監測動力消耗、這裡所提供的工作裝置或銑刨裝置4的工作速度和/或速度，或者它們的變化。一旦監測到特別突然的升降，則產生相應的控制信號，並降低驅動裝置6和工作裝置4之間的摩擦連接和/或由驅動裝置6提供或產生的供給工作裝置4的有效動力。圖2示意性地示出了設備1的第二實施例，並且特別顯示了該設備的驅動圖解。為了減少設備1在操縱行程和工作行程之間轉變的轉換時間，在通過傳感器8、10進行監控時驅動裝置6不與工作裝置4脫開。為了降低在工作裝置4與地表的意外接合時設備1的不可控加速帶來的損害，驅動裝置6包括有主驅動裝置15和副驅動裝置18。主驅動裝置和副驅動裝置15、18兩者都可通過工作裝置4的獨立的耦合裝置16、19而被激勵或解除激勵， 其中對耦合裝置16、19的控制是根據即將到來的行程即工作行程或操縱行程而進行的。
在操縱行程內，工作裝置4通過耦合裝置19與副驅動裝置18耦合，而在工作行程內，工作裝置4通過耦合裝置16實現與主驅動裝置15的連接。在耦合狀態下，副驅動裝置 18為工作裝置4提供的工作動力小於主驅動裝置15為工作裝置4提供的工作動力。因此可確保該設備的工作裝置4在操縱行程內保持特別連續的轉速，從而在新的工作行程開始時能夠快速地再次達到操作狀態。為了防止設備1在操縱行程內不可控的加速或受到破壞，由副驅動裝置18所提供的驅動動力這樣設置，即確保工作裝置4處於「空轉操作」但不可能處於工作行程。在類似的實施例中，還可能在操縱行程內降低工作裝置4的轉動速度， 或者甚至將該轉動速度降低至零並在重新切換至可能重新與主驅動裝置15耦合的工作行程前的短時間內加速至工作速度或相近的速度。針對該內容，通過副驅動裝置18而使工作裝置4的工作速度與主驅動裝置15的驅動速度同步是可能的，尤其在操縱行程內。此處所示的傳感器8、10也是荷載傳感器和工作負荷傳感器。它們尤其用於監控驅動裝置的操作，特別是用於監測副驅動裝置18、主驅動裝置15和工作裝置4的轉速並使其同步。進一步地，藉助於所述傳感器參考包括耦合裝置16、19在內的驅動裝置6的狀態可做出推斷。圖3示出了設備1的第三實施例的示意圖，尤其顯示了該設備的耦合圖解。對於改進的故障監測，實現用於斷開驅動裝置6與銑刨裝置或工作裝置4之間的連接17(此處示意性地示出)的耦合裝置16的性能是可變化的。在此處示出的液壓致動的耦合裝置16的情況下，如圖中附圖標記9所顯示的那樣，耦合壓力的改變引起的可傳輸的扭矩或可傳輸的驅動動力的限制就會發生。可通過一調整裝置11則能夠為該施工機械單獨地調整這個壓力。該液壓致動的耦合裝置16的可傳輸的動力可理想地設定為一數量，而使得該耦合裝置尤其不會打滑並因此不會產生耦合裝置16的任何增大的磨損和撕裂。此處所示的附圖還示出了設備1中的耦合裝置16的摩擦連接或耦合滑動能夠通過控制裝置進行調節。這樣，在工作裝置4與地表13意外接觸的情況下，工作裝置4在操縱行程內可進一步被驅動，同時由於摩擦連接降低而也可確保驅動裝置6不會使設備1加速。
權利要求
1.一種用於處理地表的設備，包括運動裝置O)、工作裝置G)，以及用於驅動所述運動裝置(2)和所述工作裝置的驅動裝置(6)，所述工作裝置(4)尤其為用於銑刨地表的銑刨裝置，其中所述工作裝置(4)能夠在工作位置和操縱位置之間移動，在所述工作位置，工作裝置與地表(13)操作接合，而在所述操縱位置，所述工作裝置不與地表(13)操作接合，其特徵在於，該設備布置有傳感器裝置，所述傳感器裝置監測所述操縱位置和/或所述工作裝置的至少一個工作參數，即工作裝置的動力消耗、工作速度、轉動速度或傾斜度，和/或所述運動裝置O)的至少一個荷載參數，該設備還布置有控制裝置，在操縱行程中和/或在監測到至少一個被監測的工作參數或荷載參數與設定參數值相偏離的情況下， 該控制裝置降低所述驅動裝置(6)和所述工作裝置(4)之間的摩擦連接和/或降低由驅動裝置(6)傳輸給工作裝置的驅動動力。
2.根據權利要求1所述的設備，其特徵在於，所述工作裝置(4)通過耦合裝置(16；19) 與所述驅動裝置(6)操作連接，其中，所述耦合裝置(16)的摩擦連接和/或耦合滑動能夠通過所述控制裝置進行控制。
3.根據權利要求1或2所述的設備，其特徵在於，所述耦合裝置(16)的摩擦連接和/ 或耦合滑動能夠被調節而使得在操縱位置中基本環產生耦合滑動，而在工作位置中產生耦合滑動。
4.根據前述權利要求之一所述的設備，其特徵在於，所述傳感器裝置包括至少一個荷載傳感器(8)，該荷載傳感器(8)與運動裝置( 操作連接以監測作用在所述運動設備(2) 上的荷載參數，例如重量荷載和/或加速荷載和/或荷載參數的變化。
5.根據前述權利要求之一所述的設備，其特徵在於，所述傳感器裝置包括至少一個傾斜度傳感器(12)，該傾斜度傳感器用於監測所述設備(1)的傾斜度和/或傾斜度的變化。
6.根據前述權利要求之一所述的設備，其特徵在於，所述傳感器裝置包括至少一個工作負荷傳感器(10)，該工作負荷傳感器用於監測工作裝置的動力消耗和成工作速度和 /或轉動速度和/或它們的變化。
7.根據前述權利要求之一尤其是根據權利要求6所述的設備，其特徵在於，所述工作負荷傳感器(10)與所述耦合裝置(16)操作連接，用於監測作用在耦合裝置(16)上的驅動動力和/或驅動速度和/或耦合滑動和/或它們的變化。
8.根據前述權利要求之一所述的設備，其特徵在於，所述驅動裝置(6)包括副驅動裝置(18)和主驅動裝置(15)，其中所述工作裝置(4)在操縱行程中與副驅動裝置(18)操作連接，而在工作行程中與主驅動裝置(1 操作連接，並且其中所述副驅動裝置(18)所提供的工作動力比所述主驅動裝置(15)提供的工作動力低。
9.根據前述權利要求之一尤其是權利要求8所述的設備，其特徵在於，特別是在操縱位置中，所述副驅動裝置(18)使所述工作裝置(4)的工作速度特別是其轉動速度與所述主驅動裝置(1 的驅動速度同步。
10.根據前述權利要求之一所述的設備，其特徵在於，所述耦合裝置(16)包括一皮帶驅動部，該皮帶驅動部的皮帶張力能夠被調節，從而通過控制裝置(14)尤其是通過皮帶張緊裝置控制所述摩擦連接和/或耦合滑動。
全文摘要
本發明涉及用於處理地表的設備，包括運動裝置；工作裝置；用於驅動所述運動裝置和所述工作裝置的驅動裝置，所述工作裝置，其中所述工作裝置能夠在工作位置和操縱位置之間移動，在所述工作位置，工作裝置與地表操作接合，而在所述操縱位置，所述工作裝置不與地表操作接合；傳感器裝置，其監測所述操縱位置和/或所述工作裝置的至少一個工作參數，即動力消耗、工作速度、轉動速度或傾斜度，和/或所述運動裝置的至少一個荷載參數；控制裝置，在操縱行程中和/或在監測到至少一個被監測的工作參數或荷載參數與設定參數值相偏離的情況下，該控制裝置降低所述驅動裝置和所述工作裝置之間的摩擦連接和/或降低由驅動裝置傳輸給工作裝置的驅動動力。
文檔編號E01C23/088GK102304891SQ20111016866
公開日2012年1月4日 申請日期2011年4月14日 優先權日2010年4月14日
發明者M·羅伊特, R·勞克斯 申請人:寶馬格有限公司