САМОХОДНАЯ ПОВЕРХНОСТНАЯ ФРЕЗА Российский патент 2016 года по МПК E01C23/88 E01C21/00 E01H5/09 

Настоящее изобретение касается самоходной поверхностной фрезы, например представляющей собой асфальтовую фрезу, снежную фрезу (шнекороторный снегоочиститель) или дорожный комбайн, снабженной рабочим агрегатом, включающим в себя приводимый во вращательное движение корпус барабана, а также по меньшей мере один приводной узел барабана, который помещен внутри корпуса барабана и образует по меньшей мере одну часть вращающейся опоры корпуса барабана на опорной раме барабана, при этом по меньшей мере один приводной узел барабана имеет неподвижную, закрепленную на опорной раме барабана часть привода и вращаемую, соединенную с корпусом барабана часть привода.

Поверхностные фрезы, представляющие собой, например, дорожные комбайны, являются агрегатами непрерывного действия для открытых горных разработок, которые с помощью вращающегося барабана размельчают, фрезеруя, породу или грунт и обычно с помощью гусеничного ходового механизма непрерывно движутся вперед, чтобы вдавливать вал в породу. Указанный барабан представляет собой при этом главный рабочий агрегат, которому необходима высокая мощность, и поэтому требуется надлежащий привод. В этой связи в DE 102007007996 B4 предлагается дизель-электрический привод, у которого фрезерный барабан дорожного комбайна приводится в движение посредством электродвигателя, который снабжается током от генератора, который, в свою очередь, приводится в движение дизельным агрегатом. Другие варианты осуществления дорожных комбайнов показаны также в документах WO 03/058031 A1, DE 102008008260 A1, DE 102007044090 A1, DE 102007028812 B4, DE 19941800 C2, DE 19941799 C2 или DE 202007002403 U1, причем вместо электродвигательных приводов частично также находят применение гидравлические приводы, которые питаются гидравлической энергией с помощью гидравлического насоса, приводимого в движение дизельным двигателем.

Дорожный комбайн с находящимся внутри электродвигательным приводом для фрезерного барабана известен из DE 102007007996 B4. При этом два регулируемых двигателя с короткозамкнутым ротором, снабженные каждый соответствующей планетарной передачей, помещены внутри корпуса фрезерного барабана, так что приводы барабана хорошо защищены от вешних воздействий и повреждения, например, камнями. Чтобы защитить передачу и электродвигатель соответственно от пыли, противоположные торцевые стороны распложенного в трубчатой части рамы узла из двигателя и передачи закрыты стаканообразными частями корпуса, которые пыленепроницаемо присоединены к опорной раме соответственно с кольцевым уплотнением. При этом корпус узла из двигателя и передачи служит одновременно для опирания корпуса барабана на упомянутую опорную раму. Неподвижная, охватывающая электродвигатель часть корпуса жестко соединена с частью опорной рамы, которая с торцевой стороны входит в корпус барабана. Вращаемая, соединенная с корпусом барабана часть корпуса, которая охватывает передачу, опирается с возможностью вращения на указанную неподвижную часть корпуса посредством подшипника качения и уплотнена кольцевым уплотнением.

У таких узлов из двигателя и передачи, которые поддерживают фрезерный барабан и применяются для опирания с возможностью вращения указанного барабана, критическим является уплотнение корпуса. Целесообразным образом именно вращаемая часть корпуса уплотнена относительно неподвижной части корпуса не только пыленепроницаемо, но и непроницаемо для масла, так что передача может работать в масляной ванне. Соответствующие уплотнения, такие как, например, контактные уплотнительные кольца, чувствительны по отношению к осевому и радиальному смещению, а также угловому смещению, которое может легко возникнуть из-за высоких передаваемых усилий между двумя частями корпуса, если опора вблизи уплотнения не препятствует этому.

Чистое уплотнение указанных частей корпуса необходимо, однако, не только для того, чтобы избежать утечки масла, но и из-за часто пыльных условий эксплуатации. Попадание пыли внутрь корпуса и вместе с тем в передачу и электродвигатель заметно сократило бы срок службы узла из двигателя и передачи, так что необходимы также надлежащие меры против попадания пыли в двигатель.

Во избежание заеданий и смещения уплотнения, предусмотренного между вращаемой частью привода и неподвижной частью привода, и перегрузок интегрированных в привод барабана подшипников уже возникала мысль о том, чтобы выполнить опорную раму барабана податливой или компенсирующей в осевом направлении, так чтобы расстояние между двумя частями опорной рамы барабана, которые охватывают корпус барабана каждая с торцевой стороны, могло изменяться или соответственно адаптироваться к тепловым расширениям. Однако это приводит к более или менее трудоемкой конфигурации опорной рамы барабана. К тому же тогда, когда при задании положения или соответственно расстояния между двумя указанными частями опорной рамы барабана работают с установочными шайбами, повышается трудоемкость монтажа и технического обслуживания.

Поэтому в основу настоящего изобретения положена задача создать улучшенную поверхностную фрезу вышеназванного рода, которая предотвратит недостатки уровня техники и усовершенствует последний предпочтительным образом. В частности, несмотря на отвод опорных реакций барабана через приводной узел барабана, должно быть получено лишенное утечек и пыленепроницаемое уплотнение приводного узла барабана без осевого защемления соответствующего уплотнения и без осевой перегрузки подшипников, причем не за счет повышенного неудобства технического обслуживания и монтажа.

В соответствии с изобретением эта задача решается с помощью поверхностной фрезы по пункту 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления изобретения являются предметом зависимых пунктов.

Итак, предлагается, несмотря на отвод опорных реакций барабана через приводной узел и несмотря на передачу крутящего момента от приводного узла барабана к корпусу барабана, предусмотреть между приводным узлом барабана и корпусом барабана некоторую осевую степень свободы во избежание осевых заеданий (защемлений) и для компенсации осевого смещения в направлении продольной оси, соответственно оси вращения барабана, например, вследствие теплового расширения или допусков конструктивных элементов. Приводной узел барабана в осевом направлении больше не соединен жестко с корпусом барабана, а может в направлении оси вращения корпуса барабана двигаться относительно него предпочтительно также при эксплуатации. В соответствии с изобретением вращаемая часть привода приводного узла барабана оперта на корпус барабана посредством геометрически замыкаемого захватывающего соединения с передачей крутящего момента, но с возможностью продольного перемещения. Захватывающее соединение вращательно захватывает корпус барабана, чтобы иметь возможность передавать приводные вращательные движения части привода на корпус барабана. Впрочем, вращаемая часть привода может совершать относительно корпуса барабана возвратно-поступательное движение в направлении его продольной оси, чтобы компенсировать осевое смещение вследствие, например, тепловых расширений или допусков размеров или неточностей монтажа. Благодаря отказу от осевой жесткой установки вращаемой (вращающейся) части привода на корпусе барабана можно избежать осевых усилий между вращаемой частью привода и неподвижной частью привода приводного узла барабана и предотвратить перегрузки неподвижного подшипника, предусмотренного для опирания корпуса барабана с возможностью вращения. Предпочтительно возможна также защита уплотнения между вращаемой и неподвижной частями привода от чрезмерных осевых усилий, которые могли бы ухудшить уплотняющее действие.

В усовершенствованном варианте осуществления изобретения захватывающее соединение может быть выполнено не только передающим крутящий момент, но и радиально подпирающим, в частности центрирующим, в частности, таким образом, чтобы корпус барабана поперек его оси вращения посредством указанного захватывающего соединения опирался предпочтительно без зазора на приводной узел барабана. Хотя захватное соединение допускает смещения между вращаемой частью привода и корпусом барабана в осевом направлении, т.е. параллельно продольной оси корпуса барабана, корпус барабана, тем не менее, опирается поперек продольной оси корпуса барабана на вращаемую часть привода, так что соответствующие опорные реакции барабана отводятся поперек продольной оси корпуса барабана через приводной узел барабана. Захватывающее соединение может предпочтительно образовывать не допускающую вращения скользящую направляющую, которая фиксирует приводной узел барабана от вращения, но направляет с возможностью продольного перемещения в корпусе барабана.

Захватывающее соединение может быть выполнено принципиально разным образом. В предпочтительном усовершенствованном варианте осуществления изобретения захватывающее соединение может включать в себя две находящиеся на осевом расстоянии друг от друга, радиально действующие дополнительные опоры, посредством которых корпус барабана радиально опирается на вращаемую часть привода приводного узла барабана, а также защищен от опрокидывания относительно корпуса барабана. Указанные дополнительные опоры могут быть при этом выполнены предпочтительно в виде центрирующих посадочных поверхностей, которые центрируют и радиально подпирают приводной узел или соответственно его вращаемую часть привода в корпусе барабана. Предпочтительно указанные дополнительные опоры могут находиться на большом расстоянии друг от друга по осевой длине вращаемой части привода, чтобы предотвращать опрокидывания в области захватывающего соединения и избегать чрезмерных давлений на поверхность вследствие опрокидывающих моментов. В усовершенствованном варианте осуществления изобретения осевое расстояние между двумя названными радиально действующими дополнительными опорами может составлять более 50% осевой длины вращаемой части привода приводного узла барабана.

Передающее крутящий момент действие захватывающего соединения может, в принципе, достигаться за счет разных исполнений захватывающего соединения. Одно из предпочтительных усовершенствованных вариантов осуществления изобретения может при этом заключаться в том, чтобы захватывающее соединение имело зубчатое зацепление, включающее в себя первую зубчатую часть на части привода и вторую зубчатую часть на корпусе барабана. Благодаря такому зубчатому зацеплению возможна также передача высоких крутящих моментов от части привода на корпус барабана без чрезмерных удельных давлений и перегрузок материала. Тем не менее, находящиеся в зацеплении друг с другом зубчатые части в осевом направлении в направлении продольной оси корпуса барабана могут скользить друг по другу, чтобы допускать осевую компенсацию.

Зубчатое зацепление может быть, в принципе, выполнено различным образом, при этом в предпочтительном усовершенствованном варианте осуществления изобретения может быть предусмотрено зубчатое зацепление с натягом с эвольвентными профилями зубьев. Благодаря этому при простом изготовлении могут передаваться высокие крутящие моменты, при этом зубчатое зацепление одновременно выполнено практически без зазора. Альтернативно захватывающее соединение могло бы быть также выполнено по типу профиля «шлицевой вал - ступица» или соединения «вал многодугового профиля - ступица». Предпочтительно, однако, вышеназванное зубчатое зацепление с натягом, в котором комбинируется простая возможность изготовления с высокими передаваемыми крутящими моментами при низких удельных давлениях и одновременной возможности осевого смещения.

Зубчатое зацепление могло бы при этом также само быть выполнено несущим в радиальном направлении, так чтобы радиальные опорные усилия барабана могли непосредственно восприниматься посредством указанного зубчатого зацепления и передаваться во вращаемую часть привода приводного узла барабана. Предпочтительно указанное зубчатое зацепление может, однако, защищаться добавочной радиально действующей дополнительной опорой от радиальных перегрузок, при этом предпочтительно одна из вышеназванных радиально действующих дополнительных опор, например в виде центрирующей посадочной поверхности, предпочтительно может быть предусмотрена непосредственно возле или соответственно рядом с указанным зубчатым зацеплением.

Такая радиально действующая дополнительная опора, например в виде центрирующей установочной поверхности, в усовершенствованном варианте осуществления изобретения может быть образована выступающим внутри корпуса барабана радиально от его стенок внутрь опорным фланцем, в котором может быть предусмотрено коаксиальное к оси вращения барабана установочное отверстие, в котором может быть установлена с точной посадкой наружной окружной поверхностью вращаемая часть привода.

Чтобы облегчить монтаж, демонтаж и техническое обслуживание привода барабана, в усовершенствованном варианте осуществления изобретения захватывающее соединение выполнено таким образом, что приводной узел барабана предпочтительно целиком без демонтажа отдельных частей привода может выниматься в осевом направлении из корпуса барабана, при этом захватывающее соединение разъединяется. В частности, действующее с геометрическим замыканием захватывающее соединение в осевом направлении может быть выполнено в направлении торцевой стороны корпуса барабана без поднутрений, так чтобы предусмотренные на части привода части захватывающего соединения проходили мимо предусмотренных на корпусе барабана частей захватывающего соединения, не сталкиваясь друг с другом, так чтобы привод барабана мог выниматься из корпуса барабана. В частности, радиальные дополнительные опоры захватывающего соединения в направлении торцевой стороны корпуса барабана могут увеличиваться в своем диаметре. Если, например, в предпочтительном усовершенствованном варианте осуществления изобретения захватывающее соединение расположено более глубоко в корпусе барабана, а радиально действующая дополнительная опорная поверхность менее глубоко в корпусе барабана, т.е. ближе к его торцевой стороне, диаметр радиально действующей опорной поверхности может быть выбран достаточно большим, чтобы можно было без столкновений продвигать часть зубчатого зацепления, находящуюся на части привода.

Чтобы предотвратить контактную коррозию на указанном захватывающем соединении, в предпочтительном варианте осуществления изобретения внутри корпуса барабана может быть предусмотрен резервуар со смазкой для смазывания указанного захватывающего соединения, соответственно для защиты захватывающего соединения от контактной коррозии. Из указанного резервуара со смазкой смазка может попадать на посадочные поверхности захватывающего соединения между частью корпуса привода и корпусом барабана, так чтобы там могло предотвращаться или соответственно по меньшей мере сокращаться до минимума возникновение контактной коррозии.

Предпочтительно указанный резервуар со смазкой может представлять собой ванну со смазкой, положение уровня которой находится по меньшей мере выше нижнего участка захватывающего соединения, так чтобы захватывающее соединение при вращении корпуса барабана непрерывно всем периметром проходило через ванну со смазкой.

Предпочтительно ванна со смазкой выполнена таким образом, или соответственно положение ее уровня выбрано таким образом, что смачивается также по меньшей мере один участок части корпуса привода. Благодаря этому не только указанное захватывающее соединение может защищаться от контактной коррозии, но и одновременно может охлаждаться поверхность приводного узла барабана, в частности передачи. Так как смазочные средства, такие как масло, обладают высокой теплоемкостью, охлаждающее действие для части корпуса привода и охватываемой ею части привода относительно высоко, тем более что передаваемое смазке тепло может эффективно отводиться через корпус барабана, который снаружи имеет очень большую поверхность. Благодаря этому предпочтительно необходимое при известных условиях охлаждение привода или соответственно передачи может быть выполнено меньше или соответственно с меньшей мощностью или при известных обстоятельствах совсем отсутствовать.

Для улучшения смачивания смазкой части корпуса привода и благодаря этому отвода тепла в усовершенствованном варианте осуществления изобретения внутри корпуса барабана могут быть предусмотрены элементы циркуляции, например в виде вертикальных щитков, которые постоянно перемешивают смазку при вращении корпуса барабана и при вращении барабана захватывают смазку вверх. Альтернативно или дополнительно к таким вертикальным щиткам могут быть, однако, предусмотрены также другие элементы циркуляции, например, в виде спиралеобразных пазов во внутренних стенках корпуса барабана и/или наружных стенках части привода, и/или захватывающие лопасти, которые, например, могут быть расположены на торцевом конце вращаемой части привода, чтобы постоянно перемешивать смазку при вращении корпуса барабана или части привода и захватывать смазку вверх при вращении барабана.

Предпочтительно захватывающее соединение и/или внутреннее пространство корпуса барабана может быть непроницаемо для смазки, предпочтительно непроницаемо для текучих сред уплотнено относительно вращаемой части корпуса привода и/или в направлении наружной стороны посредством уплотнительного устройства, при этом предпочтительно указанное уплотнительное устройство может быть интегрировано в захватывающее соединение и, например, выполнено в виде кольца круглого сечения.

Если захватывающее соединение вышеуказанным образом включает в себя несколько находящихся в осевом направлении на расстоянии друг от друга радиально действующих дополнительных опорных участков, уплотнительное устройство может быть предпочтительно интегрировано в крайний наружный, т.е. расположенный ближе всего к торцевой стороне корпуса барабана, опорный участок. Альтернативно или дополнительно также внутри, т.е. ближе к середине корпуса барабана, расположенные опорные участки и/или части зубчатого зацепления и/или захватывающие части захватывающего соединения могут быть снабжены по меньшей мере одним байпасным каналом или сквозной выемкой, так чтобы масляная ванна или соответственно смазка по существу могла достигать всех дополнительных опорных участков захватывающего соединения.

Благодаря возможности осевого смещения передающего крутящий момент захватывающего соединения между вращаемой частью привода и корпусом барабана приводной узел барабана может быть простым образом выполнен непроницаемым для пыли и/или текучих сред, без ухудшения уплотнительного действия соответствующего уплотнительного устройства вследствие осевых заеданий или перегрузок. Опорная рама барабана, которая охватывает корпус барабана с торцевой стороны справа и слева, может быть выполнена жесткой и/или без шарнирных сочленений и/или неподвижной.

Уплотнительное устройство между подвижными друг относительно друга частями корпуса привода может быть, в принципе, выполнено различным образом. По одному из предпочтительных вариантов осуществления изобретения уплотнительное устройство может включать в себя по меньшей мере одно контактное уплотнительное кольцо. Предпочтительно может быть также предусмотрено несколько контактных уплотнительных колец. Такие контактные уплотнительные кольца, хотя и более чувствительны в отношении осевого, и/или радиального, и/или углового смещения конструктивных элементов, на которых они установлены, но с другой стороны, в частности, под воздействием пыли они достигают гораздо лучшего уплотнительного действия, чем, например, простые радиальные кольца для уплотнения валов. Указанная более высокая чувствительность, однако, учитывается с помощью устойчивой к опрокидыванию, а также неподвижной в осевом и радиальном направлении неподвижной/плавающей опоры частей корпуса привода друг относительно друга, так что с этим свойством контактного уплотнительного кольца можно смириться, не видя в нем недостатков.

В усовершенствованном варианте осуществления изобретения уплотнительное устройство может также включать в себя по меньшей мере одно простое кольцо круглого сечения для масляного уплотнения.

Повышенная плотность (герметичность) предпочтительна, в частности тогда, когда приводной узел имеет по меньшей мере один электродвигатель, который может быть соединен с передачей, в частности, передачей, наполненной маслом, посредством которой приводное движение барабана электродвигателя может передаваться на корпус барабана с соответствующим повышающим/понижающим передаточным отношением. Поэтому описанная выше концепция опор и уплотнения особенно предпочтительна для фрезерных барабанов, снабженных электродвигательным приводом.

Предпочтительно уплотнительное устройство может быть расположено по наружному периметру корпуса электродвигателя. Альтернативно или дополнительно уплотнительное устройство, в направлении взгляда в осевом направлении привода барабана, может быть расположено между электродвигателем и передачей между указанными частями корпуса привода, в частности, примерно в области входа передачи.

Чтобы защитить указанное уплотнительное устройство от осевого и/или радиального смещения между неподвижной частью привода и вращаемой частью привода, неподвижная часть привода может неподвижно подпираться относительно вращаемой части привода в радиальном и/или осевом направлении, при этом предпочтительно предусмотрена как осевая, так и радиальная неподвижная опора. Указанная опора неподвижной части привода и вращаемой части привода друг относительно друга может при этом предпочтительно одновременно представлять собой вращающуюся опору, посредством которой корпус барабана оперт на опорную раму барабана. То есть предпочтительно опорная система для опирания с возможностью вращения корпуса барабана на опорную раму барабана интегрирована по меньшей мере в один приводной узел барабана, при этом предпочтительно указанная интегрированная в приводной узел барабана опорная система выполнена статически определенной или статически переопределенной, т.е. выполнена как в осевом направлении неподвижно, так и в радиальном направлении неподвижно.

Чтобы, в частности, указанное уплотнительное устройство между вращаемыми друг относительно друга частями привода не испытывало осевых, радиальных и/или угловых смещений, которые приводят к утечкам и угрожали бы пыленепроницаемости, неподвижные и вращаемые части привода не только шарнирно оперты каждая друг на друга посредством опоры, но и посредством нескольких опорных участков на большом расстоянии между опорами и вместе с тем жестко в отношении изгиба оперты друг на друга и в осевом направлении зафиксированы друг относительно друга.

В усовершенствованном варианте осуществления изобретения система подшипников качения на приводном узле предпочтительно включает в себя опорный участок непосредственно ниже или непосредственно рядом с уплотнительным устройством, а также находящийся на значительном расстоянии от уплотнительного устройства опорный участок, так что в целом достигается большое расстояние между опорами, и опирание в целом является жестким на изгиб. Одновременно за счет расположения опорного участка непосредственно возле уплотнительного устройства полностью предотвращается радиальное смещение в уплотнительном устройстве. При взаимодействии с находящимся на расстоянии от него другим опорным участком одновременно предотвращается угловое смещение.

Целесообразным образом опорный участок предусматривается над двигателем, предпочтительно непосредственно на стойке рамы или наиболее близко к ней, в то время как другой опорный участок расположен на входе передачи. В частности, опорный участок может быть расположен на обращенной от передачи половине корпуса электродвигателя, в то время как другой опорный участок может быть предусмотрен в переходной области между электродвигателем и передачей. Благодаря такому удаленному расположению с большим расстоянием между опорами достигаются небольшие радиальные усилия на опору от глобальных изгибающих моментов во всей конструкции барабана и рамы, которые, в свою очередь, сокращают необходимый момент сопротивления ведущих вверх к машине стоек рамной конструкции и вместе с тем позволяют получить рамную конструкцию с оптимальными затратами.

В усовершенствованном варианте осуществления изобретения по меньшей мере одна из систем подшипников качения, которые вышеназванным образом выполнены каждая в виде неподвижной в радиальном и осевом направлении жесткой к опрокидыванию неподвижной/плавающей опоры, включающей в себя по меньшей мере два находящихся на расстоянии опорных участка, интегрирована в один из приводных узлов барабана или соответственно по меньшей мере в один приводной узел барабана, при этом указанный приводной узел барабана включает в себя неподвижную, закрепленную на одной из частей опорной рамы барабана часть корпуса привода, а также вращаемую, соединенную с корпусом барабана часть корпуса привода, которые, с одной стороны, уплотнены друг относительно друга уплотнительным устройством, а с другой стороны, оперты неподвижно друг относительно друга посредством указанной интегрированной системы подшипников качения. Благодаря интеграции системы подшипников качения в приводной узел, с одной стороны, усилия опор и дополнительных опор корпуса барабана отводятся непосредственно через приводной узел. С другой стороны, можно обойтись без отдельных опорных цилиндров, которые были известны из уровня техники, так чтобы наряду с сокращением количества деталей получается также дополнительное конструктивное пространство для приводных узлов.

В усовершенствованном варианте осуществления изобретения неподвижно соединенная с частью опорной рамы барабана неподвижная часть корпуса привода может быть образована колоколом передачи, который надет на корпус электродвигателя. Указанный колокол передачи натянут, таким образом, на двигатель в направлении части опорной рамы барабана. В этом случае указанный колокол передачи может представлять собой или вмещать в себя обойму подшипника также для подшипника, расположенного над электродвигателем.

Альтернативно или дополнительно корпус электродвигателя может также представлять собой или вмещать в себя обойму подшипника для одного из подшипников качения. В этом случае можно обойтись совсем без указанного колокола передачи, при этом корпус двигателя является несущей частью корпуса. Это приводит к простому и компактному решению, потому что можно отказаться от указанного опорного колокола. Корпус электродвигателя, таким образом, по меньшей мере частично образует неподвижную часть корпуса привода.

Вращаемая часть корпуса привода предпочтительно образуется наружной частью корпуса передачи.

Сама система подшипников качения может быть, в принципе, выполнена различным образом. По одному из предпочтительных вариантов осуществления изобретения система подшипников качения по меньшей мере одного приводного узла может включать в себя неподвижный подшипник, предпочтительно в виде двойного конического роликоподшипника, смонтированного по X-образной схеме, а также находящийся на расстоянии от него радиальный подшипник. Указанный двойной конический роликоподшипник образует осевую опору, которая фиксирует осевое положение двух частей корпуса привода друг относительно друга.

Альтернативно или дополнительно система подшипников качения по меньшей мере одного или другого приводного узла может включать в себя два находящихся на расстоянии друг от друга конических роликоподшипника, смонтированных по O-образной схеме или соответственно по «< >-образной» схеме, которые одновременно могут передавать высокие осевые и радиальные усилия и воспринимать опрокидывающие моменты. Предпочтительно при использовании такого конического роликоподшипника, смонтированного по O-образной схеме, уплотнительное устройство расположено вблизи одного из комплектов тел качения или над ним. Но альтернативно или дополнительно может быть также предусмотрено опирание на конические роликоподшипники по X-образной схеме. Вместо конических роликоподшипников могут также применяться радиально-упорные шарикоподшипники, чтобы, в зависимости от расположения двух радиально-упорных шарикоподшипников, обеспечивать вышеназванную X-образную или O-образную схему монтажа, а также соответствующее опирание, неподвижное в осевом направлении.

Другие предпочтительные варианты осуществления поверхностной фрезы и привода ее барабана содержатся в пунктах формулы изобретения, а также в последующем описании и на соответствующих фигурах одного из предпочтительных вариантов осуществления, при этом отдельные признаки самостоятельно или в комбинации и подкомбинации друг с другом, независимо от группирования признаков в пунктах формулы изобретения, могут являться предметом изобретения.

Ниже изобретение поясняется более подробно на предпочтительных примерах осуществления и соответствующих чертежах. На чертежах показано:

фиг.1 - схематичное изображение в перспективе самоходной поверхностной фрезы, которая выполнена в виде дорожного комбайна, однако может быть также выполнена в виде асфальтовой фрезы, по одному из предпочтительных вариантов осуществления изобретения,

фиг.2 - схематичное продольное сечение барабана поверхностной фрезы, показанной на фиг. 1, на котором изображены помещенные внутри фрезерного барабана приводы фрезерного барабана, каждый в виде электродвигателя с соединенной с ним планетарной передачей,

фиг.3 - продольное сечение фрезерного барабана поверхностной фрезы, аналогично фиг.2, при этом расположенные внутри корпуса барабана приводные узлы барабана показаны в отсоединенном, частично вынутом из корпуса барабана положении.

На фиг.1 показана самоходная поверхностная фреза, такая как дорожный комбайн или асфальтовая фреза, главный рабочий агрегат которой представляет собой приводимый во вращательное движение вокруг горизонтальной оси фрезерный барабан 2, по периметру которого расположены режущие инструменты для измельчения слоя грунта или слоя асфальта путем фрезерования. При этом поверхностная фреза 1 непрерывно перемещается посредством гусеничных ходовых механизмов (гусеничные движители) 3, так что указанный фрезерный барабан 2 непрерывно совершает движение подачи. Корпус 4 машины, который, будучи перемещаемым посредством указанных гусеничных ходовых механизмов 3, опирается на грунт и несет на себе указанный фрезерный барабан 2, включает в себя и средства транспортировки для отвода фрезеруемого материала. Фрезеруемый материал, поступающий от фрезерного барабана, забирается на приемный транспортер 5, который передает материал на погрузочный транспортер 6, чтобы перегружать размельченный материал, например на грузовик. Указанные приемный и погрузочный транспортеры 5 и 6 могут, например, быть выполнены, например, в виде ленточных устройств.

Вышеназванный фрезерный барабан 2 может, как показано на фиг.2, приводиться в движение посредством электродвигателей 20, которые через передачу в виде планетарной передачи 8 соединены с барабаном 2 фрезы и при необходимости могут быть расположены внутри фрезерного барабана. Состоящие каждый из одного электродвигателя 20 и одной планетарной передачи 8 приводы 7 фрезерного барабана служат одновременно и для опирания корпуса 9 барабана. Как показано на фиг.2, два привода 7 фрезерного барабана расположены справа и слева внутри корпуса 9 барабана, так что они по возможности не выступают за торцевую сторону корпуса 9 барабана. При этом электродвигатель 20 каждого привода 7 барабана своим корпусом 21 двигателя через часть 40 корпуса передачи жестко закреплен на части 33 опорной рамы, которая с торцевой стороны входит в корпус 9 барабана и соединена с корпусом 4 машины поверхностной фрезы 1. Альтернативно корпус 21 двигателя может представлять собой часть корпуса передачи. Вторая часть 34 корпуса передачи, напротив, опирается с возможностью вращения, при этом предпочтительно предусмотрена двухточечная опора с наибольшим возможным расстоянием между опорами, которая в целом выполнена неподвижно в осевом, радиальном и угловом направлении. В изображенном на фиг.2 варианте осуществления предусмотрены установленный конически неподвижный подшипник 35, а также находящийся на расстоянии от него радиальный подшипник 36, сравн. фиг.2.

Указанная передача 8 предпочтительно выполнена в виде планетарной передачи, которая может быть многоступенчатой, чтобы иметь возможность реализации соответственно большой передаточной ступени в небольшом конструктивном пространстве.

В показанном на фиг.2 варианте осуществления передача 8 и электродвигатель 20 расположены коаксиально друг другу. Вал 19 двигателя соединен с входным валом передачи или соответственно образует этот входной вал передачи, который на своем свободном конце посредством соответствующей шестерни приводит в движение первую ступень планетарной передачи. Посредством водила планетарной передачи последовательно приводятся в движение другие ступени планетарной передачи, пока последняя ступень планетарной передачи, наконец, не приведет в движение вышеназванную вторую часть 34 корпуса привода, которая образует наружную часть корпуса передачи и соединена с корпусом 9 барабана без возможности вращения и устойчиво к опрокидыванию, но с возможностью продольного перемещения.

Эта вращаемая часть 34 корпуса посредством указанной системы подшипников качения оперта на неподвижную часть 40 корпуса, которая образуется колоколом передачи, который охватывает вал 19 передачи или соответственно двигателя на входе передачи и расширенной в диаметре частью надет на корпус 21 двигателя. Вместе с указанным корпусом 21 двигателя указанный колокол передачи, который образует неподвижную часть 40 корпуса, жестко закреплен на крепежном фланце 41, который является участком части 33 опорной рамы барабана или соответственно жестко соединен с ней.

Как показано на фиг.2 и 3, указанная система подшипников качения в изображенном на чертеже варианте осуществления в области входа передачи включает в себя вышеназванный неподвижный подшипник 35, который может быть выполнен в виде двойного конического роликоподшипника, смонтированного по X-образной схеме. Указанный неподвижный подшипник 35 воспринимает радиальные усилия и осевые усилия.

Точная угловая ориентация двух частей 34 и 40 корпуса задается, между тем вторым опорным участком, который расположен с большим расстоянием между опорами относительно указанного неподвижного подшипника 35 и который образован указанным радиальным подшипником 36. Предпочтительно указанный радиальный подшипник 36 может быть расположен по периметру электродвигателя 20 предпочтительно в удаленной от передачи 8 половине электродвигателя, предпочтительно как можно ближе к стойке рамы или соответственно вышеназванному крепежному фланцу 41. Указанный радиальный подшипник 36 так же, как и неподвижный подшипник 35, расположен между вышеназванным колоколом 40 передачи и наружной частью 34 корпуса привода.

Как показано на фиг.2, между двумя вращаемыми друг относительно друга частями 34 и 40 корпуса предусмотрено уплотнительное устройство 42, при этом указанное уплотнительное устройство 42 предпочтительно может быть расположено максимально близко к указанному радиальному подшипнику 36 по периметру электродвигателя 20. Указанное уплотнительное устройство 42 может, например, включать в себя простые кольца для радиального уплотнения барабана. Но для надежного, не допускающего утечек уплотнения даже при сильном загрязнении указанное уплотнительное устройство 42 может предпочтительно включать в себя контактные уплотнительные кольца, которые вставлены между двумя вращаемыми друг относительно друга частями 34 и 40 корпуса.

Альтернативно описанному варианту осуществления указанная система подшипников качения может, однако, состоять также из двух находящихся на расстоянии друг от друга конических роликоподшипников или соответственно соответствующих радиально-упорных шарикоподшипников, которые предпочтительно установлены по O-образной схеме, так что эффективное расстояние между опорами увеличивается, и соответственно этому достигается повышенная изгибная жесткость. При этом указанные конические роликоподшипники могут быть расположены в области входа передачи 8, а именно, в свою очередь, между наружным корпусом 34 передачи и находящимся под ним колоколом 40 передачи.

Как показано на фигурах, внутри корпуса 9 барабана могут быть предусмотрены предпочтительно по меньшей мере два приводных узла 7, при этом, в частности, справа и слева на концах корпуса 9 барабана может быть предусмотрено по одному приводному узлу 7, который предпочтительно расположен так, чтобы он не выступал с торцевой стороны из корпуса 9 барабана. Однако в принципе можно было бы также расположить только один приводной узел 7 внутри фрезерного барабана, при этом здесь также приводной узел может быть расположен предпочтительно с одной стороны, в то время как на противоположной стороне может быть предусмотрено дополнительное опирание без привода.

Как показано на фиг.2 и 3, неподвижная часть 50 привода приводного узла 7, например посредством винтового соединения 52, жестко соединена с охватывающей корпус 9 барабана с торцевой стороны частью 33 опорной рамы.

На корпусе 9 барабана, между тем, закреплена вращаемая часть 51 привода приводного узла 7 барабана, причем таким образом, что передается крутящий момент, однако допускается осевое смещение. Для этого между корпусом 9 барабана и вращаемой частью 51 привода предусмотрено захватывающее соединение 53, которое выполнено с геометрическим замыканием таким образом, что вращаемая часть 51 привода соединена с корпусом 9 барабана без возможности вращения, однако в осевом направлении, т.е. параллельно оси вращения корпуса 9 барабана, может скользить относительно корпуса 9 барабана.

Предпочтительно захватывающее соединение 53 может включать в себя зубчатое зацепление 54, например в виде зубчатого зацепления с натягом с эвольвентными профилями зубьев, которое может иметь первую зубчатую часть 55, предусмотренную на вращаемой части 51 привода, и вторую зубчатую часть 56, предусмотренную на корпусе 9 барабана, которые находятся в зубчатом зацеплении друг с другом. Например, указанная первая зубчатая часть 55 может быть выполнена в виде проходящего кольцеобразно по наружному периметру корпуса передачи наружного зубчатого венца, который может вдвигаться в снабженное изнутри зубчатым венцом кольцо, образующее вторую зубчатую часть 56. Части зубчатого зацепления могут быть при этом выполнены непосредственно на соответствующем конструктивном элементе или соответственно нарезаны на нем. Однако предпочтительно зубчатые части 55 и 56 могут быть также выполнены отдельно и жестко соединены с соответствующим конструктивным элементом. Как показано на фиг.3, например, вторая зубчатая часть 56 может быть посредством винтового соединения 57 закреплена на опорном фланце, который выступает внутрь от корпуса 9 барабана.

Чтобы не только соединить с корпусом 9 барабана вращаемую часть 51 привода без возможности вращения, соответственно с передачей крутящего момента, но и опереть ее на корпус 9 барабана в радиальном направлении и устойчиво к опрокидыванию, указанное захватывающее соединение 53 может также иметь радиально действующие дополнительные опоры (контропоры) 58, 59, например в виде центрирующих посадочных поверхностей. Предпочтительно указанные радиально действующие дополнительные опоры 58 и 59 могут включать в себя выступающие от внутренней окружной поверхности корпуса 9 барабана внутрь несущие участки, например в виде радиальных ребер или фланцев, в которых имеется проходящее коаксиально к оси вращения корпуса барабана центрирующее отверстие. На указанные дополнительные опоры 58 и 59 соответствующими опорными поверхностями с точной посадкой установлена вращаемая часть 51 привода.

Предпочтительно указанные дополнительные опоры 58 и 59 находятся на большом осевом расстоянии друг от друга, причем это осевое расстояние предпочтительно может составлять более 50% осевой длины вращаемой части 51 привода. Благодаря такому большому расстоянию между дополнительными опорами могут надежно восприниматься опрокидывающие движения приводного узла барабана относительно корпуса 9 барабана, без возникновения при этом больших удельных давлений на дополнительные опоры 58 и 59. Как показано на фиг.2, по меньшей мере одна из дополнительных опор 58 может находиться предпочтительно в непосредственной близости, в частности непосредственно над одним из подшипников качения, который поддерживает вращаемую часть 51 привода относительно неподвижной части 50 привода с возможностью вращения. Благодаря этому достигается непосредственное, прямое силовое замыкание.

В предпочтительном усовершенствованном варианте осуществления изобретения одна из радиально действующих дополнительных опор 59 может быть предусмотрена в непосредственной близости вышеназванного зубчатого зацепления 54, чтобы избежать радиальных перегрузок указанного зубчатого зацепления 54.

Чтобы предотвратить контактную коррозию в местах соединения между корпусом 9 барабана и вращаемой частью 34 корпуса привода, корпус 9 барабана изнутри наполнен маслом или другой надлежащей смазкой, так чтобы места соединения на дополнительных опорах 58, 59 и/или захватывающем соединении 53 работали в масляной ванне. Как показано на фиг.2, положение 91 уровня ванны со смазкой выбрано таким образом, что по меньшей мере нижний участок части 34 корпуса привода, включая указанные места соединения дополнительных опор 58, 59, соответственно захватывающее соединение 53, когда они по меньшей мере на отдельных участках находятся именно в нижнем сегменте периметра, работает, соответственно смачивается в масляной ванне.

Чтобы добиться циркуляции масла, а также захвата масла вверх, внутри корпуса 9 барабана могут быть предусмотрены захватывающие лопасти или вертикальные щитки или тому подобные элементы 100 циркуляции, которые обращаются вместе с корпусом 9 барабана. Например, указанные элементы 100 циркуляции могут быть закреплены по периметру на корпусе 9 барабана.

Чтобы обеспечить распределение масла в случае нескольких мест соединения, например указанного зубчатого зацепления 54 или указанных дополнительных опор 58, 59, по всем местам соединения, в надлежащем месте могут быть предусмотрены проемы для масла, соответственно каналы 120 для масла. Например, находящееся в середине барабана место соединения, в частности контрфланец 59, может быть снабжено каналом 120 для масла с целью распределения масла, сравнительно фиг.2.

С наружной стороны внутреннее пространство корпуса барабана уплотнено. Уплотнительное устройство 110, например, в виде кольца круглого сечения, может быть интегрировано в место 58 соединения, сравнительно фиг.2.

Изобретение касается самоходной поверхностной фрезы, например представляющей собой асфальтовую фрезу, снежную фрезу или дорожный комбайн, снабженной рабочим агрегатом, включающим в себя приводимый во вращательное движение корпус барабана, а также по меньшей мере один приводной узел барабана, который помещен внутри корпуса барабана и образует по меньшей мере одну часть вращающейся опоры корпуса барабана на опорной раме барабана, при этом по меньшей мере один приводной узел барабана имеет неподвижную, закрепленную на опорной раме барабана часть привода и вращаемую, соединенную с корпусом барабана часть привода. Вращаемая часть привода приводного узла барабана опирается на корпус барабана посредством геометрически замкнутого захватывающего соединения с передачей крутящего момента, но с возможностью продольного перемещения. Захватывающее соединение вращательно захватывает корпус барабана, чтобы иметь возможность передавать приводные вращательные движения части привода на корпус барабана. Вращаемая часть привода может совершать относительно корпуса барабана возвратно-поступательное движение в направлении его продольной оси, чтобы компенсировать осевое смещение вследствие, например, тепловых расширений или допусков размеров или неточностей монтажа. 24 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Самоходная поверхностная фреза, снабженная рабочим агрегатом, включающим в себя приводимый во вращательное движение корпус (9) барабана, а также по меньшей мере один приводной узел (7) барабана, который помещен внутри корпуса (9) барабана и образует по меньшей мере одну часть вращаемой опоры корпуса (9) барабана на опорной раме (33) барабана, при этом по меньшей мере один приводной узел (7) барабана имеет неподвижную, закрепленную на опорной раме (33) барабана часть (50) привода и вращаемую, соединенную с корпусом (9) барабана часть (51) привода, отличающаяся тем, что вращаемая часть (51) привода опирается на корпус (9) барабана посредством геометрически замыкаемого захватывающего соединения (53) с передачей крутящего момента, но с возможностью продольного перемещения.

2. Самоходная поверхностная фреза по п.1, причем захватывающее соединение имеет зубчатое зацепление (54), включающее в себя первую зубчатую часть (55) на вращаемой части (50) привода и вторую зубчатую часть (56) на корпусе (9) барабана.

3. Самоходная поверхностная фреза по п.2, причем зубчатое зацепление (54) выполнено в виде зубчатого зацепления с натягом с эвольвентными профилями зубьев.

4. Самоходная поверхностная фреза по п.1, причем захватывающее соединение (53) выполнено с радиальным подпиранием таким образом, что корпус (9) барабана поперек его оси вращения посредством захватывающего соединения (53) опирается предпочтительно без зазора на приводной узел (7) барабана.

5. Самоходная поверхностная фреза по п.4, причем захватывающее соединение (53) включает в себя находящиеся на аксиальном расстоянии друг от друга радиально действующие дополнительные опоры (58, 59), предпочтительно коаксиальные к оси вращения корпуса (9) барабана центрирующие посадочные поверхности, посредством которых корпус (9) барабана радиально опирается на вращаемую часть (51) привода.

6. Самоходная поверхностная фреза по п.1, причем радиально действующая дополнительная опора (59) для поперечного подпирания корпуса (9) барабана на вращаемую часть (51) привода расположена непосредственно на зубчатом зацеплении (54) захватывающего соединения (53).

7. Самоходная поверхностная фреза по п.1, причем захватывающее соединение (53) в осевом направлении выполнено в направлении торцевой стороны корпуса барабана без поднутрений таким образом, что приводной узел (7) барабана может целиком в осевом направлении выниматься из корпуса (9) барабана, при этом, в частности, дополнительные опоры (58, 59) захватывающего соединения (53) в направлении торцевой стороны корпуса барабана увеличиваются в своем диаметре.

8. Самоходная поверхностная фреза по одному из пп.1-7, причем внутри корпуса (9) барабана предусмотрен резервуар (90) со смазкой для смазывания захватывающего соединения (53) и/или для защиты захватывающего соединения (53) от контактной коррозии.

9. Самоходная поверхностная фреза по п.8, причем резервуар (90) со смазкой представляет собой ванну со смазкой с положением (91) уровня, при котором смачивается по меньшей мере один участок захватывающего соединения (53) и/или по меньшей мере один участок вращаемой части (51) привода.

10. Самоходная поверхностная фреза по п.9, причем внутри корпуса (9) барабана предусмотрен по меньшей мере один элемент (100) циркуляции для циркуляции смазки в резервуаре (90) при вращении корпуса (9) барабана и/или при вращении вращаемой части (51) привода.

11. Самоходная поверхностная фреза по п.9, причем внутреннее пространство корпуса (9) барабана уплотнено непроницаемо для смазки относительно вращаемой части (51) привода посредством уплотнительного устройства (110), причем это уплотнительное устройство (110) предпочтительно интегрировано в ближайший к торцевой стороне корпуса барабана дополнительный опорный участок (58), который радиально подпирает корпус (9) барабана на вращаемой части (51) привода.

12. Самоходная поверхностная фреза по п.8, причем по меньшей мере один участок захватывающего соединения (53) обведен компенсирующим и/или перепускным каналом, по которому смазка может направляться мимо указанного участка захватывающего соединения (53) к разным участкам захватывающего соединения (53).

13. Самоходная поверхностная фреза по одному из пп.1-7, причем вращающаяся опора корпуса (9) барабана на опорной раме (33) барабана включает в себя по меньшей мере одну систему (35, 36) подшипников качения, которая интегрирована в приводной узел (7) барабана и образует собственно статически определенную или переопределенную радиальную и осевую опору таким образом, что вращаемая часть (51) привода и неподвижная часть (50) привода приводного узла (7) барабана опираются друг относительно друга неподвижно в осевом, радиальном и угловом направлении.

14. Самоходная поверхностная фреза по п.13, причем предусмотрено несколько приводных узлов (7) барабана, снабженных интегрированной, в каждом случае собственно статически определенной или переопределенной системой (35, 36) подшипников качения.

15. Самоходная поверхностная фреза по п.13, причем между неподвижной частью (50) привода и вращаемой частью (51) привода предусмотрено уплотнительное устройство (42) для уплотнения приводного узла барабана, не проницаемого для пыли и/или текучих сред.

16. Самоходная поверхностная фреза по п.15, причем интегрированная в приводной узел (7) барабана система подшипников качения имеет по меньшей мере один опорный участок (36) непосредственно под или непосредственно рядом с уплотнительным устройством (42), а также находящийся на расстоянии от уплотнительного устройства (42) опорный участок (35).

17. Самоходная поверхностная фреза по п.13, причем приводной узел (7) барабана имеет по меньшей мере один электродвигатель (20), а также соединенную с ним передачу (8), при этом интегрированная в приводной узел барабана система подшипников качения имеет опорный участок в области передачи (8), в частности в области входа передачи между указанными частями (34, 40) корпуса привода, а также опорный участок в области периметра электродвигателя (20), в частности в обращенной от передачи (8) половине электродвигателя (20).

18. Самоходная поверхностная фреза по п.17, причем система подшипников качения включает в себя два находящихся на расстоянии друг от друга опорных участка (35, 36) в области входа передачи (8).

19. Самоходная поверхностная фреза по п.14, причем система подшипников качения по меньшей мере одного приводного узла (7) барабана включает в себя осевой неподвижный подшипник (35), предпочтительно в виде двойного конического роликоподшипника, смонтированного по X-образной схеме, а также находящийся на расстоянии от него радиальный подшипник (36).

20. Самоходная поверхностная фреза по п.14, причем система подшипников качения по меньшей мере одного приводного узла (7) барабана имеет два находящихся на расстоянии друг от друга конических роликоподшипника или радиально-упорных шарикоподшипника, смонтированных по O-образной схеме.

21. Самоходная поверхностная фреза по п.17, причем уплотнительное устройство (42) для уплотнения передачи (8) и/или опоры (39) имеет средства уплотнения в области над наружным периметром электродвигателя.

22. Самоходная поверхностная фреза по п.21, причем уплотнительное устройство (42) включает в себя средства уплотнения в области между электродвигателем (20) и передачей (8).

23. Самоходная поверхностная фреза по п.15, причем уплотнительное устройство (42) имеет по меньшей мере одно контактное уплотнительное кольцо.

24. Самоходная поверхностная фреза по п.1, причем вращаемая часть (34) привода образует наружную часть корпуса передачи.

25. Самоходная поверхностная фреза по одному из пп.1-7, причем она представляет собой асфальтовую фрезу, снежную фрезу или дорожный комбайн.