Система блокировки фрезерного барабана дорожной фрезерной машины

Дорожная машина для фрезерования поверхности дорожного полотна включает раму и фрезерный барабан, установленный с возможностью вращения относительно рамы. Главный узел привода фрезерного барабана функционально соединен с фрезерным барабаном и предназначен для придания вращательного движения фрезерному барабану, и грунтозацепный узел привода предназначен для приведения в движение и перемещения дорожной фрезерной машины по поверхности дорожного полотна. Верхняя концевая часть подъемной колонны соединена с рамой, нижняя концевая часть подъемной колонный соединена с грунтозацепным узлом привода. Подъемная колонна включает линейный исполнительный механизм, который может быть приведен в действие для подъема и опускания рамы дорожной фрезерной машины по отношению к поверхности дорожного полотна. Датчик, соединенный с подъемной колонной, предназначен для определения того, не воспринимает ли подъемная колонна часть веса дорожной фрезерной машины, что является надежным индикатором того, что фрезерный барабан не воспринимает какую-либо часть веса дорожной фрезерной машины. Контроллер функционально соединен с главным узлом привода фрезерного барабана и с датчиком. Контроллер предназначен для приема сигнала с датчика, указывающего на то, что подъемная колонна не воспринимает часть веса дорожной фрезерной машины, что является надежным индикатором того, что фрезерный барабан не воспринимает какую-либо часть веса дорожной фрезерной машины, и при приеме такого сигнала предназначен для подачи команды на останов вращения фрезерного барабана. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 9 ил.

 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ

По настоящей заявке испрашивается приоритет на основе предварительной заявки на патент США № 62/582,715, поданной 7 ноября 2017 года.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ НАСТОЯЩЕЕ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится в целом к системе автоматической блокировки фрезерного барабана дорожной фрезерной машины в процессе работы. В частности, настоящее изобретение включает систему автоматической блокировки вращения фрезерного барабана при невозможности обеспечения достаточной опоры подъемной колонной.

ПРЕДПОСЫЛКИ К СОЗДАНИЮ ИЗОБРЕТЕНИЯ И

ОПИСАНИЕ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ

Зачастую ремонт дороги выполняется путем усиления слоев дорожной одежды существующего дорожного покрытия (либо с использованием бетонной, либо битумной смеси) за счет укладки нового слоя (часто называемого «выравнивающим слоем покрытия») бетонного или битумного материала для дорожного покрытия. Тем не менее, без предварительной обработки поверхности указанный способ дорожного ремонта в целом приводит к нанесению недостаточного количества материала для дорожного покрытия на участки, разбитые проходящим транспортом, с выбоинами или иным образом поврежденные участки, так как дополнительный верхний слой дорожной одежды будет нанесен с той же самой скоростью на единицу ширины дороги на поврежденных участках (которые характеризуются большей глубиной выбоин по ширине, которые необходимо заполнить материалом для дорожного покрытия), как и на неповрежденных участках. Из-за пониженной толщины нанесенного верхнего слоя покрытия на ранее поврежденные участки на новом дорожном покрытии вновь образуются колеи или покрытие будет иным образом повреждено вследствие износа в течение непродолжительного периода времени. Тем не менее, за счет фрезерования поверхности поврежденного дорожного покрытия до одинакового уровня по высоте поверхности ниже уровня поврежденных участков при укладке нового слоя дорожного покрытия обеспечивается создание равномерной толщины вновь уложенного дополнительного слоя дорожного покрытия по всей ширине поверхности дорожного полотна. Указанный способ обновления дорожного покрытия может быть использован с целью достижения первоначальных высотных отметок поврежденного дорожного полотна, в то время как укладка выравнивающего слоя асфальтобетонного покрытия поверх поврежденного, но не фрезерованного дорожного покрытия, зачастую приводит к увеличению высоты поверхности дороги или к превышению первоначальных высотных отметок некоторых участков дорожного полотна. Ремонт дорожного полотна без фрезерования может привести к необходимости увеличения высоты придорожной полосы, дорожного ограждения и крышек люков, а также к корректировке габаритов эстакад по высоте, что исключается при использовании надлежащего способа фрезерования. Применение фрезерования до обновления дорожного покрытия также позволяет достичь надлежащего продольного и поперечного уклона дороги и тем самым избежать проблем дорожного дренажа и безопасности. Кроме того, фрезерование, как правило, позволяет создать грубую поверхность, обеспечивающую укладку и прочное связывание с новым слоем асфальта или иного поверхностного слоя дорожной одежды. Наконец, фрезерование позволяет получить сырьевой материал, который может быть переработан и утилизирован при производстве новых материалов для дорожного покрытия.

Дорожная фрезерная машина, как правило, представляет собой транспортное средство на колесном или гусеничном ходу, снабженное фрезерным барабаном, включающим несколько режущих зубьев (резцов), установленных по окружности фрезерного барабана. Барабан установлен в корпусе на раме машины с возможностью вращения в основном вокруг горизонтальной оси. Управляемые узлы привода ходовой части колесной или гусеничной машины, приводимые в действие гидравлическими двигателями, предназначены для перемещения дорожной фрезерной машины в направлении фрезерования и управления машиной по требуемой траектории фрезерования. Узлы привода присоединены к подъемным колоннам, включающим внутренние линейные исполнительные механизмы, которые могут быть активированы для подъема и опускания рамы дорожной фрезерной машины по отношению к поверхности дорожного полотна. Дорожная фрезерная машина на колесном ходу включает четыре грунтозацепных узла привода колес – один на левой передней стороне, один на правой передней стороне, один на левой задней стороне и один на правой задней стороне. Дорожная фрезерная машина на гусеничном ходу снабжена тремя или четырьмя грунтозацепными приводными узлами гусеничного движителя, включающими один левый передний приводной узел гусеничного движителя и один правый передний приводной узел гусеничного движителя. Некоторые указанные дорожные фрезерные машины также включают третий левый задний приводной узел гусеничного движителя; тем не менее, некоторые дорожные фрезерные машины на гусеничном ходу снабжены только одним установленным по центру задним узлом привода.

Ввиду того, что фрезерный барабан установлен с возможностью вращения в корпусе на раме дорожной фрезерной машины, при подъеме рамы на подъемных колоннах обеспечивается подъем фрезерного барабана и вывод последнего из контакта с поверхностью дорожного полотна, и при опускании рамы на подъемных колоннах обеспечивается опускание фрезерного барабана до контакта с поверхностью дорожного полотна с целью проведения фрезерования до достижения требуемой глубины. Фрезерный барабан приводится во вращение главным узлом привода фрезерного барабана, как правило, включающим приводной ремень, который приводится в движение дизельным двигателем, при этом указанный приводной ремень входит в зацепление с узлом шестерен, включающим шкив на входном приводном валу для фрезерного барабана. Коробка передач, как правило, расположена между шкивом и фрезерным барабаном и включает узел шестерен и выходной приводной вал, на котором фрезерный барабан приводится во вращение. Таким образом, коробка передач обеспечивает вращение выходного приводного вала для фрезерного барабана со скоростью вращения и крутящим моментом, отличающимся по скорости вращения и крутящего момента входного приводного вала. Дорожная фрезерная машина может включать транспортировочную конвейерную систему, предназначенную для транспортировки измельченного материала, снятого фрезерованием с дорожного полотна при вращении фрезерного барабана, для складирования указанного материала спереди, позади или сбоку от машины для его последующей загрузки в грузовики и удаления с участка фрезерования. Мощность, необходимая для работы гидравлических двигателей, которые, как правило, используют для приведения транспортировочного конвейера и узлов привода в действие, подается с дизельного двигателя.

Дорожный стабилизатор представляет собой тип дорожной фрезерной машины, не снабженной транспортировочный конвейерной системой, предназначенной для транспортировки измельченного материала, снятого фрезерованием с дорожного полотна при вращении фрезерного барабана, на расстоянии от машины. Вместо этого фрезерный барабан дорожного стабилизатора в целом используют для измельчения или размалывания существующего дорожного полотна, или дорожного покрытия, на глубину, превышающую глубину фрезерования с помощью дорожной фрезерной машины, до обновления дорожного покрытия (обычно указанный процесс называется восстановлением) либо до начальной укладки дорожного покрытия (обычно называемой стабилизацией), и при этом измельченный материал не извлекается из участка фрезерования. Как правило, измельченный материал, оставленный на месте проведения дорожных работ, уплотняют и покрывают одним дополнительным слоем дробленого заполнителя или несколькими слоями до проведения работ по устройству дорожной одежды.

Машины для холодной регенерации дорожного покрытия могут быть использованы для ремонта повреждений дорожного полотна за один проход, при этом повторно используя практически весь объем имеющего асфальта для устройства дорожного полотна. В процессе холодной регенерации дорожного покрытия поврежденные слои асфальтового покрытия удаляют. Удаленный материал перерабатывают, снова укладывают на дорожную поверхность и затем уплотняют. Если дорожная поверхность обладает высокой конструктивной прочностью, холодная регенерация дорожного покрытия позволяет проводить эффективный и качественный ремонт всех типов растрескивания, выбоин и ям в асфальтовом покрытии. Технология холодной регенерации дорожного покрытия может быть использована для ремонта асфальтовых дорог, поврежденных усталостными трещинами (имеющими вид крокодиловой кожи), выступанием битума на поверхность дороги (избыток битумного раствора), растрескиванием блоков, волнообразованием и образованием местных неровностей на дорожном покрытии, трещинообразованием в асфальтобетонном дорожном покрытии на участках стыков, продольным растрескиванием, для проведения ямочного ремонта, введения шлифованных заполнителей, ремонта выбоин, выкрашиваний, колейности, сдвигового растрескивания, обдиров и поперечных (образующихся при перегреве) трещин. Технология холодной регенерации дорожного покрытия может быть практически во всех случаях применена при ремонте дорожного полотна с неповрежденным основанием. В целом стоимость технологии холодной регенерации дорожного покрытия лишь наполовину дешевле стоимости нового усиленного слоя дорожной одежды, но при этом такая технология обеспечивает приблизительно 80% прочности нового дорожного полотна. Холодная регенерация дорожного покрытия может проводиться с использованием машины для холодной регенерации дорожного покрытия, включающей дорожную фрезерную машину или дорожный стабилизатор, который был модифицирован путем установки дополнительной распределительной трубы для разбрызгивания жидких компонентов в корпусе фрезерного барабана, предназначенной для подачи под давлением битумной эмульсии или добавочного компонента в виде вспененного дорожного битума в корпус фрезерного барабана. Затем битумную эмульсию или добавочный компонент в виде вспененного дорожного битума тщательно перемешивают с размолотым материалом с помощью фрезерного барабана, при этом материал может быть выставлен валом вдоль дороги или направлен по разгрузочному транспортировочный конвейеру машины для холодной регенерации дорожного покрытия непосредственно в асфальтоукладочную машину. При выполнении процесса холодной регенерации дорожного покрытия с использованием модифицированной дорожной фрезерной машины или дорожного стабилизатора добавочный компонент подают из отдельной автоцистерны для транспортировки добавочных компонентов, соединенной с модифицированной дорожной фрезерной машиной или дорожным стабилизатором. Добавочный компонент откачивают непосредственно из цистерны на автомобиле для транспортировки добавочного компонента, при этом количество материала, подаваемого в распределительную трубу для разбрызгивания жидких компонентов в корпусе фрезерного барабана, дозируется с помощью системы измерения расхода дополнительного материала, установленной на дорожной фрезерной машине.

Ввиду того, что принцип работы фрезерных барабанов дорожной фрезерной машины и дорожного стабилизатора (в том числе модифицированных для выполнения процесса холодной регенерации дорожного покрытия) является аналогичным для целей настоящего изобретения, термин "дорожная фрезерная машина" ниже будет использоваться как обобщенный термин для описания всех из указанных дорожных фрезерных машин.

При эксплуатации дорожной фрезерной машины используют подъемные колонны для установки глубины фрезерования фрезерного барабана, и оператор дорожной фрезерной машины перемещает дорожную фрезерную машину со скоростью, позволяющей фрезерному барабану врезаться в поверхность дорожного полотна на требуемую глубину. Тем не менее, могут возникнуть обстоятельства, при которых подъемные колонны не полностью воспринимают вес дорожной фрезерной машины. При таких обстоятельствах часть веса дорожной фрезерной машины воспринимается фрезерным барабаном. В этом случае возникает опасность для оператора машины, и также существует риск повреждения дорожной фрезерной машины. Например, в том случае, если силы противодействия, создаваемые дорожным покрытием и воздействующие на фрезерный барабан, превышают противодействующие силы, прилагаемые к фрезерному барабану подъемными колоннами, дорожная фрезерная машина может накрениться назад или вперед в зависимости от направления вращения фрезерного барабана. В том случае, если дорожная фрезерная машина работает в режиме попутного фрезерования (т.е. при вращении фрезерного барабана с врезанием сверху вниз в направлении перемещения машины), машина может накрениться вперед, в то время как при работе машины в режиме встречного фрезерования (т.е. при вращении фрезерного барабана для срезания слоя снизу-вверх в направлении перемещения машины) машина может накрениться назад.

В патенте США № 5,879,056 приводится описание дорожной фрезерной машины, снабженной отдельным колесным узлом, предназначенным для вращения в направлении вперед при перемещении машины в направлении вперед и в обратном направлении при перемещении машины в направлении назад. Колесный узел также включает электронный датчик, регистрирующий перемещение колеса в обратном направлении и передающий сигнал на контроллер с целью блокировки фрезерного барабана при перемещении колеса в обратном направлении на заданное расстояние.

В патентах США № 8,128,177, № 8,292,371 и№ 8,632,132 приводится описание дорожной фрезерной машины, включающей тензометрические датчики, размещенные на противоположных стенках корпуса фрезерного барабана и предназначенные для измерения противодействующей силы, воздействующей на фрезерный барабан дорожной поверхностью. Указанные тензометрические датчики передают сигналы на контроллер при превышении противодействующей силы предварительно заданного уровня, и затем контроллер снижает мощность, передаваемую на приводные узлы дорожной фрезерной машины и (или) снижает скорость, с которой фрезерный барабан опускается до контакта с поверхностью дорожного полотна.

ПРИМЕЧАНИЯ ПО ТОЛКОВАНИЮ ТЕРМИНОВ

Использование терминов "a", "an", "the" и аналогичных терминов в контексте описания настоящего изобретения истолковывается как включающее как единственное, так и множественное число, если иное не указано в настоящей заявке или однозначно не находится в противоречии с контекстом. Термины "содержащий", "имеющий", "включающий" и "заключающий в своем составе" следует истолковывать как неограничивающие термины (т.е. означающие "включая, в частности,"), если не указано иное. Термины "в основном", "в целом" и другие слова, указывающие на степень, являются относительными определениями, предназначенными для указания на допустимое отклонение от характеристики, определяемой таким образом. Использование таких терминов при описании физических или функциональных характеристик настоящего изобретения не предназначено для ограничения такой характеристики до абсолютного значения, которое определяет термин, а скорее для обеспечения приближения значения такой физической или функциональной характеристики.

Термины, касающиеся присоединений, подключений и т.д., такие как «присоединенный», «подключенный», «соединенный» и «взаимосвязанный», относятся к взаимосвязи, при которой конструкции прикреплены или присоединены одна к другой либо непосредственно, либо косвенно с помощью промежуточных конструкций, а также представляют собой как подвижное, так и жесткое соединение или взаимосвязь, если не оговорено или ясно не указано иное в данном контексте. Термины «функционально соединенный» и «функционально присоединенный» описывают такое присоединение, подключение или соединение, при котором обеспечивается работа соответствующих конструкций надлежащим образом в силу наличия такой взаимосвязи.

Использование всех примеров или пояснительного языка (например, "такой как" и "предпочтительно") в настоящем контексте предназначено исключительно для более полной иллюстрации настоящего изобретения и его предпочтительных примеров осуществления, а не для установления ограничения объема настоящего изобретения. Ничто в описании настоящего изобретения не должно истолковываться как указывающее на любой элемент в качестве основного для реализации настоящего изобретения, если конкретно не указано иное. В настоящем контексте дано конкретное определение ряда терминов. Указанным терминам дается их максимально широкое толкование, соответствующее определениям, приведенным ниже:

Термин "дорожная фрезерная машина" относится к транспортному средству, снабженному фрезерным барабаном, предназначенным для придания ему вращательного движения с целью врезания в поверхность, на которой эксплуатируют транспортное средство, и данный термин включает машины, как правило, называемые дорожные фрезерные машины, холодные планировщики дорожного покрытия, дорожные стабилизаторы и машины для холодной регенерации дорожных покрытий.

Термин «направление фрезерования» относится к направлению главного перемещения дорожной фрезерной машины в процессе ее работы на дороге.

Термины "перед", "передний" и аналогичные термины при их использовании по отношению к дорожной фрезерной машине или к компоненту такой машины, означают относительное местоположение или направление относительно переднего конца дорожной фрезерной машины при ее перемещении в направлении фрезерования.

Термины "задняя часть", "позади" и аналогичные термины при их использовании по отношению к дорожной фрезерной машине или к компоненту такой машины, означают относительное местоположение или направление к заднему концу рабочей машины при перемещении дорожной фрезерной машины в направлении фрезерования.

Термины "верхний", "верхняя часть", "над" и аналогичные термины при их использовании по отношению к относительному местоположению или направлению дорожной фрезерной машины или по отношению к дорожной фрезерной машине, или к компоненту или части такой машины, относятся к относительному положению или направлению, находящимся на более удаленном расстоянии от поверхности, на которой размещена дорожная фрезерная машина для проведения работ.

Термины "нижний", "нижняя часть", "под" и аналогичные термины при их использовании по отношению к относительному местоположению или направлению дорожной фрезерной машины или по отношению к дорожной фрезерной машине, или к компоненту или части такой машины, относятся к относительному положению или направлению, находящимся на более близком расстоянии к поверхности, на которой размещена дорожная фрезерная машина для проведения работ.

Термин "датчик нагрузки" относится к преобразователю или датчику, используемому для формирования электрического сигнала, имеющего амплитуду прямо пропорциональную измеряемой силе. Тензометрический датчик или датчик нагрузки генерирует сигнал, соответствующий деформации или напряжению, воспринимаемому датчиком нагрузки в виде изменения электрического сопротивления, являющегося величиной приложенной силы.

Термин "линейный исполнительный механизм" относится к электрическому, пневматическому, гидравлическому, электрогидравлическому или механическому устройству, создающему усилие, направленное по прямой линии. Типичным примером "линейного исполнительного механизма" является силовой гидравлический привод, включающий цилиндр, поршень, размещенный внутри цилиндра, и шток, присоединенный к поршню. При создании повышенного давления внутри цилиндра на одной из сторон поршня (превышающее давление на противоположной стороне поршня), шток будет выходить из цилиндра или втягиваться в цилиндр.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение включает систему автоматической блокировки фрезерного барабана дорожной фрезерной машины в том случае, если контроллер, связанный с системой, определяет, что фрезерный барабан не опирается на подъемную колонну. Система включает датчик, который соединен с подъемной колонной и функционально соединен с контроллером дорожной фрезерной машины. Контроллер также функционально соединен с главным узлом привода фрезерного барабана для приведения в действие фрезерного барабана с тем, чтобы контроллером была подана команда на останову вращения фрезерного барабана при поступлении сигнала с датчика, уведомляющего контроллер о том, что подъемная колонна не воспринимает часть веса дорожной фрезерной машины, что является надежным индикатором того, что фрезерный барабан не воспринимает какую-либо часть веса дорожной фрезерной машины.

Для упрощения понимания настоящего изобретения на чертежах проиллюстрированы предпочтительный пример осуществления настоящего изобретения, а также лучший вариант осуществления настоящего изобретения, известный изобретателям, для реализации настоящего изобретения, при этом ниже приведено их подробное описание. Тем не менее, настоящее изобретение не ограничено конкретным примером осуществления настоящего изобретения, описание которого приведено ниже, или его использованием в связи устройством, проиллюстрированном на прилагаемых к данному документу рисунках. Таким образом, объем настоящего изобретения, предполагаемый изобретателями, включает все эквиваленты описанного в данном документе предмета изобретения, а также различные изменения и альтернативные варианты, которые, как правило, должны быть очевидны специалистам в области техники, к которой относится настоящее изобретение. Изобретатели предполагают, что квалифицированные специалисты внесут изменения, которые представляются им подходящими, в том числе в практику осуществления настоящего изобретения противоположно той, что, в частности, описана в настоящем документе. Кроме того, настоящее изобретение охватывает любое сочетание элементов и компонентов настоящего изобретения, описание которых приведено в настоящем документе, в любом возможном варианте, если иное не указано в настоящем документе или явно не исключено в контексте.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Данный предпочтительный пример осуществления настоящего изобретения проиллюстрирован на прилагаемых рисунках, на которых одинаковые детали обозначены одними и теми же позициями и на которых:

Фиг. 1 – вид сбоку дорожной фрезерной машины в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 2 – вид сверху дорожной фрезерной машины, проиллюстрированной на Фиг. 1.

Фиг. 3 – вид спереди определенных компонентов главного узла привода фрезерного барабана дорожной фрезерной машины, проиллюстрированной на Фиг. 1 и 2.

Фиг. 4 – увеличенный вид задней подъемной колонны дорожной фрезерной машины, проиллюстрированной на Фиг. 1 и 2, со снятой боковой панелью для показа определенных компонентов подъемной колонны.

Фиг. 5 – изображение в разобранном виде задней подъемной колонны, проиллюстрированной на Фиг. 4.

Фиг. 6 – вид сбоку части подъемной колонны, проиллюстрированной на Фиг. 4 и 5.

Фиг. 7 – вид в разрезе части подъемной колонны, проиллюстрированной на Фиг. 6, по линии 7-7 на Фиг. 6.

Фиг. 8 – вид сверху части подъемной колонны, проиллюстрированной на Фиг. 6.

Фиг. 9 – вид в перспективе предпочтительного примера осуществления датчика, который является частью настоящего изобретения.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ПРИМЕРА ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

Прочтение нижеприведенного описания предпочтительного примера осуществления настоящего изобретения должно вестись со ссылками на прилагаемыми рисунками, которые являются частью полного описания настоящего изобретения, изложенного в письменной форме. Чертежи на рисунках необязательно приведены в масштабе, и определенные элементы настоящего изобретения могут быть увеличены в масштабе или показаны в несколько схематической форме в интересах ясности и краткости.

Как показано на Фиг. 1 и 2, дорожная фрезерная машина, оборудованная в соответствии с предпочтительным примером осуществления настоящего изобретения, в общем обозначена позицией 20. Указанная машина представляет собой мобильное транспортное средство, включающее раму 22 и несколько грунтозацепных приводных узлов, присоединенных к подъемным колоннам и включающих правый передний приводной узел гусеничного движителя 24, присоединенный к подъемной колонне 26, левый передний приводной узел гусеничного движителя (не показан, но в основном аналогичный правому переднему гусеничному приводу 24) и центральный задний приводной узел гусеничного движителя 28, присоединенный к подъемной колонне 30. Как известно специалистам в данной области техники, дорожная фрезерная машина может включать четыре грунтозацепных приводных узла, при этом грунтозацепные приводные узлы могут представлять собой колесный, а не гусеничный движитель. Предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, передние приводные узлы являлись управляемыми с целью обеспечения точного управления направлением перемещения машины.

Дорожная фрезерная машина 20 также включает узел фрезерования, включающий в целом цилиндрический фрезерный барабан 32, снабженный несколькими режущими зубьями (не показаны), установленными по окружности фрезерного барабана. Фрезерный барабан приводится во вращение вокруг в основном горизонтальной оси вращения внутри корпуса 33 фрезерного барабана на раме 22 с помощью главного узла привода 34 фрезерного барабана. Указанный главный узел привода фрезерного барабана включает приводной ремень 35, функционально соединенный с приводным валом дизельного двигателя 36, как схематически проиллюстрировано на Фиг. 3, на котором установлен приводной шкив 37 двигателя. Приводной ремень 35 также функционально соединен со шкивом 38 фрезерного барабана, установленным на входном приводном валу фрезерного барабана 32. В других примерах осуществления настоящего изобретения (не показаны), главный узел привода фрезерного барабана включает один или более гидравлических двигателей (не показаны) и приводной ремень, входящий в зацепление со шкивом на входном валу фрезерного барабана. Коробка передач 39 расположена между шкивом 38 фрезерного барабана и фрезерным барабаном (не показан на Фиг. 3) как в главном узле привода фрезерного барабана, включающем прямой привод двигателя, показанный на рисунках, так и в главном узле привода фрезерного барабана, включающем один или более гидравлических двигателей. Коробка передач 39 включает блок шестерни выходной приводной вал, на котором фрезерный барабан приводится во вращение. Таким образом, коробка передач обеспечивает вращение выходного приводного вала для фрезерного барабана со скоростью вращения и крутящим моментом, отличающимися от скорости и крутящего момента входного приводного вала. Главный узел 34 привода фрезерного барабана также снабжен узлом натяжения ремня, включающим натяжной шкив 40, установленный с возможностью поворота внутри главного узла привода фрезерного барабана, и натяжной исполнительный механизм 41, функционально соединенный с натяжным шкивом. Натяжной исполнительный механизм 41 представляет собой линейный исполнительный механизм, который может быть использован для перемещения натяжного шкива 40 с целью увеличения или снижения натяжения приводного ремня 35.

Фрезерный барабан 32 предназначен для срезания слоя материала дорожного покрытия шириной в полосу движения с поверхности дороги на пути дорожной фрезерной машины по мере перемещения дорожной фрезерной машины 20 в направлении фрезерования "M" (показано на Фиг. 1), и для размещения срезанного материала на первом транспортировочном конвейере 42, который транспортирует материал ко второму транспортировочному конвейеру 44 для его разгрузки в кузов грузового автомобиля. Система привода дорожной фрезерной машины включает известный гидравлический двигатель (не показан) для каждого из грунтозацепных приводных узлов. Каждый из указанных гидравлических двигателей, а также гидравлические двигатели для приведения в действие транспортировочных конвейеров 42 и 44 функционально соединены с известной гидравлической системой, включающей гидравлический насос (не показан), при этом гидравлический насос приводится в действие дизельным двигателем 36.

Линейный исполнительный механизм, такой как линейный исполнительный механизм 45, показанный на Фиг.4, 5 и 7, установлен внутри каждой из подъемных колонн грунтозацепных приводных узлов и предназначен для перемещения рамы дорожной фрезерной машины в вертикальном направлении относительно грунтозацепных приводных узлов. Таким образом, линейные исполнительные механизмы, размещенные внутри подъемных колонн предназначены для подъема рамы дорожной фрезерной машины и фрезерного барабана по отношению к поверхности дорожного полотна или для опускания рамы и фрезерного барабана по отношению к поверхности дорожного полотна.

Управление дорожной фрезерной машиной 20 осуществляется оператором с операторского пульта 46, который включает контроллер 47. В контроллере 47 могут быть размещены один или несколько микропроцессоров, включающих компоненты для управления устройством в соответствии с настоящим изобретением, содержащим главный узел 34 привода фрезерного барабана для приведения во вращение фрезерного барабана 32 и систему привода фрезерной машины, а также для управления другими операциями дорожной фрезерной машины 20 на основе команд, вводимых оператором дорожной фрезерной машины и на основе регистрируемых или иных известных рабочих параметров. Таким образом, например, контроллер 47 функционально соединен с узлом дроссельной заслонки 48 (показан схематически на Фиг. 3) дизельного двигателя 36 и с узлом гидравлической муфты сцепления 49 (также показан схематически на Фиг. 3) двигателя 36 и предназначен для управления скоростью и работой дизельного двигателя. Контроллер 47 также функционально соединен с гидравлическим насосом или насосами в известной гидравлической системе дорожной фрезерной машины 20 и с клапанами для управления потоком гидравлической жидкости в гидравлической системе, направляемой под давлением к различным компонентам, размещенным внутри гидравлической системы, таким как линейный исполнительный механизм 45 и иные линейные исполнительные механизмы в подъемных колоннах, исполнительные механизмы, управляющие движением определенных компонентов фрезерной машины 20, в том числе транспортировочными конвейерами 42 и 44, и различные гидравлические двигатели в гидравлической системе.

Контроллер 47 предпочтительно является программируемым, за счет чего обеспечивается ввод в контроллер данных о различных относительных положениях, конфигурациях и размерах фрезерного барабана относительно рамы и подъемных колонн, образующих опору для грунтозацепных приводных узлов, в том числе линейных исполнительных механизмов, размещенных внутри подъемных колонн, таким образом, чтобы контроллер 47 смог определить, какие конкретные корректировки высоты подъема подъемных колонн необходимо провести с целью обеспечения постоянного параметра требуемой глубины фрезерования. Контроллер 47 включает блок памяти или соединен с указанным блоком, кроме того, контроллер предпочтительно включает компоненты для ввода данных, такие как сенсорный экран, клавишную панель и (или) несколько кнопок управления для осуществления ввода команд оператором дорожной фрезерной машины. Контроллер 47 может также включать компоненты для вывода данных, такие как сенсорный дисплей, периферийное запоминающее устройство, процессор и иные компоненты для запуска и выполнения приложений. Различные контуры/цепи могут быть связаны и функционально соединены с контроллером, такие как элементы силового блока системы питания и элементы гидросистемы. Многочисленные имеющиеся в продаже на рынке микропроцессоры могут быть сконфигурированы для выполнения различных функций контроллера 47. Следует понимать, что контроллер можно было бы несложно преобразовать в компьютер общего назначения или микропроцессорное устройство управления дорожной фрезерной машиной, способное осуществлять управление многочисленными функциями дорожной фрезерной машины.

На Фиг. 4-9 проиллюстрирован предпочтительный пример осуществления определенных компонентов узла для автоматического останова вращения фрезерного барабана 32 в том случае, если система определит, что задняя подъемная колонна 30 не воспринимает вес дорожной фрезерной машины на заданную величину, что является надежным индикатором того, что фрезерный барабан не воспринимает какую-либо часть веса дорожной фрезерной машины. Таким образом, как показано на рисунках, задняя подъемная колонна 30 включает внутреннюю трубчатую опорную стойку 50, на нижнем конце которой размещен хомут 52 с присоединенным к нему приводным узлом гусеничного движителя 28. Верхний конец внешней трубчатой опорной стойки 54 прикреплен к раме 22 дорожной фрезерной машины 20, и внутренняя трубчатая опорная стойка 50 размещена внутри внешней трубчатой опорной стойки. Линейный исполнительный механизм 45 размещен внутри внутренней трубчатой опорной стойки, как наиболее четко показано на Фиг. 7, при этом его верхний конец присоединен к внешней трубчатой опорной стойке, и его нижний конец присоединен к внутренней трубчатой опорной стойки е таким образом, чтобы при работе линейного исполнительного механизма 45 обеспечивалось перемещение внешней трубчатой опорной стойки в осевом направлении относительно внутренней трубчатой опорной стойки, и тем самым обеспечивалось перемещение рамы 22 относительно заднего приводного узла гусеничного движителя 28. Верхний конец линейного исполнительного механизма 45 снабжен отверстием 56 (показано на Фиг.7), совмещенным с отверстиями 58 в верхнем кронштейне 60 внешней трубчатой опорной стойки 54. Датчик нагрузки 62 размещен таким образом, чтобы он проходил внутри отверстий 58 в верхнем кронштейне 60 и внутри отверстия 56 в верхнем конце линейного исполнительного механизма.

Как показано на Фиг. 5-9, датчик нагрузки 62 предпочтительно ориентирован в целом перпендикулярно продольной оси "L" задней подъемной колонны 30, т.е. оси, вдоль которой перемещается внешняя трубчатая опорная стойка 54 относительно внутренней трубчатой опорной стойки 50. Один конец датчика нагрузки 62 соединен как одно целое с участком изгиба U-образного хомута 64, как показано на Фиг. 9, и лапы 66 U-образного хомута 64 обеспечивают размещение присоединенного конца датчика нагрузки 62 на расстоянии от верхней поверхности верхнего кронштейна 60 и создание линии поворота "P", вокруг которой может поворачиваться датчик нагрузки относительно оси, расположенной перпендикулярно продольной оси "L" задней подъемной колонны. Таким образом, U-образный хомут 64 предназначен для расположения конца датчика нагрузки вне соприкосновения с верхним кронштейном 60 на определенном расстоянии и для предотвращения вращения датчика нагрузки. Следовательно, датчик нагрузки 62, проходящий через верхний конец линейного исполнительного механизма 45, расположен таким образом, чтобы обеспечивалось измерение нагрузки на заднюю подъемную колонну или создаваемого напряжения в задней подъемной колонне 30. Датчик нагрузки 62 функционально соединен с контроллером 47 и предназначен для передачи на контроллер сигналов, свидетельствующих о нагрузке на подъемную колонну или создаваемого в ней напряжения.

В процессе нормальной работы дорожной фрезерной машины линейные исполнительные механизмы, размещенные внутри подъемной колонны, контролируют аксиальное положение внешних трубчатых опорных стоек относительно внутренних трубчатых опорных стоек с целью надлежащего расположения фрезерного барабана по отношению к поверхности дорожного полотна. Таким образом, например, линейный исполнительный механизм 45, размещенный внутри задней подъемной колонны 30, контролирует аксиальное положение внешней трубчатой опорной стойки 54 относительно внутренней трубчатой опорной стойки 50. Вес дорожной фрезерной машины 20 воспринимается компонентами вертикальных подъемных колонн, в том числе задней подъемной колонны 30. Благодаря установке датчика нагрузки 62 относительно линейного исполнительного механизма 45, как показано на рисунках, осевая деформация датчика нагрузки 62, т.е. деформация по оси "A", показанной на Фиг. 9, определяется частью веса дорожной фрезерной машины, воспринимаемого подъемной колонной 30. Таким образом, датчик нагрузки 62 предназначен для передачи на контроллер 47 сигнала постоянного напряжения, изменяющегося по мере изменения регистрируемой осевой деформации. Если значение сигнала с датчика нагрузки падает ниже заданного уровня, контроллер 47 интерпретирует такой сигнал как свидетельствующий о снижении нагрузки на подъемную колонну 30, к которой присоединен датчик нагрузки, и, следовательно, о снижении части веса дорожной фрезерной машины 20, воспринимаемого подъемной колонной. Если контроллер 47 определяет, что подъемная колонна 30 не воспринимает часть веса дорожной фрезерной машины, что является надежным индикатором того, что фрезерный барабан не воспринимает какую-либо часть веса дорожной фрезерной машины, контроллер 47 блокирует работу главного узла привода фрезерного барабана, приводящего во вращение фрезерный барабан 32, путем выключения гидравлической муфты сцепления 49 или используя другие средства.

Несмотря на то, что в соответствии с предпочтительным примером осуществления настоящего изобретения датчик нагрузки размещен в одной задней подъемной колонне, датчики нагрузки могут быть размещены в обеих задних подъемных колоннах, если дорожная фрезерная машина снабжена ими, и (или) в одной или в обеих передних подъемных колоннах.

Таким образом, настоящее изобретение предусматривает создание простой системы для автоматического останова вращения фрезерного барабана в том случае, если система определяет, что фрезерный барабан не в достаточной степени поддерживается подъемной колонной, тем самым предотвращая крен назад или крен вперед дорожной фрезерной машины в зависимости от направления вращения фрезерного барабана. Настоящее изобретение включает датчик, который соединен с подъемной колонной и предназначен для определения того, не воспринимает ли подъемная колонна часть веса дорожной фрезерной машины, что является надежным индикатором того, что фрезерный барабан не воспринимает какую-либо часть веса дорожной фрезерной машины. Датчик также предназначен для выработки сигнала, указывающего на то, что подъемная колонна не воспринимает часть веса дорожной фрезерной машины, что является надежным индикатором того, что фрезерный барабан не воспринимает какую-либо часть веса дорожной фрезерной машины, и для передачи указанного сигнала на контроллер, который функционально соединен с главным узлом привода фрезерного барабана. Контроллер предназначен для останова вращения фрезерного барабана, когда сигнал, принятый с датчика, указывает на то, что подъемная колонна не воспринимает часть веса дорожной фрезерной машины, что является надежным индикатором того, что фрезерный барабан не воспринимает какую-либо часть веса дорожной фрезерной машины.

В предпочтительном примере осуществления настоящего изобретения используется датчик нагрузки, такой как датчик 62, соединенный с подъемной колонной, такой как задняя подъемная колонна 30. Датчик нагрузки предназначен для измерения нагрузки или напряжения на подъемной колонне и для передачи на контроллер сигнала, указывающего на наличие нагрузки или напряжения, измеряемых датчиком нагрузки. В указанном примере осуществления настоящего изобретения контроллер предназначен для приема сигнала с датчика нагрузки, указывающего на наличие нагрузки или напряжения, измеряемых датчиком нагрузки, и для останова вращения фрезерного барабана, если сигнал, принятый с датчика нагрузки, указывает на то, что подъемная колонна более не воспринимает часть веса дорожной фрезерной машины, что является надежным индикатором того, что фрезерный барабан не воспринимает какую-либо часть веса дорожной фрезерной машины.

Несмотря на то, что в настоящем описании содержатся многочисленные отличительные признаки, указанные признаки не следует истолковывать как ограничивающие объем настоящего изобретения, а как лишь иллюстрирующие предпочтительные примеры осуществления настоящего изобретения, а также лучший вариант осуществления настоящего изобретения, предполагаемый изобретателями, для реализации настоящего изобретения. Настоящее изобретение в соответствии с приведенном в данном документе описанием допускает различные изменения и дополнения, которые очевидны специалистам в данной области техники, к которой относится настоящее изобретение.

1. Дорожная фрезерная машина для фрезерования поверхности дорожного полотна, при этом дорожная фрезерная машина имеет вес и дополнительно включает:

(a) раму;

(b) узел фрезерования, включающий:

(i) корпус фрезерного барабана, присоединенный к раме;

(ii) фрезерный барабан, установленный внутри корпуса фрезерного барабана и предназначенный для вращения вокруг в основном горизонтальной оси;

(iii) главный узел привода фрезерного барабана, функционально присоединенный к фрезерному барабану и предназначенный для придания вращательного движения фрезерному барабану;

(c) грунтозацепный узел привода, предназначенный для приведения в движение и перемещения дорожной фрезерной машины по поверхности дорожного полотна;

(d) подъемную колонну, верхний конец которой присоединен к раме и нижний конец которой присоединен к грунтозацепному узлу привода, при этом подъемная колонна включает линейный исполнительный механизм, который может быть приведен в действие для подъема и опускания рамы дорожной фрезерной машины по отношению к поверхности дорожного полотна;

(e) датчик, который:

(i) соединен с подъемной колонной;

(ii) предназначен для определения того, не воспринимает ли подъемная колонна часть веса дорожной фрезерной машины, что является надежным индикатором того, что фрезерный барабан не воспринимает какую-либо часть веса дорожной фрезерной машины;

(iii) предназначен для выработки сигнала, указывающего на то, что подъемная колонна не воспринимает часть веса дорожной фрезерной машины, что является надежным индикатором того, что фрезерный барабан не воспринимает какую-либо часть веса дорожной фрезерной машины;

(f) контроллер, который:

(i) функционально соединен с главным узлом привода фрезерного барабана;

(ii) предназначен для управления главным узлом привода фрезерного барабана с целью останова вращения фрезерного барабана;

(iii) функционально связан с датчиком;

(iv) предназначен для приема сигнала, указывающего на то, что подъемная колонна не воспринимает часть веса дорожной фрезерной машины, что является надежным индикатором того, что фрезерный барабан не воспринимает какую-либо часть веса дорожной фрезерной машины;

(v) предназначен для останова вращения фрезерного барабана, когда сигнал, принятый с датчика, указывает на то, что подъемная колонна не воспринимает часть веса дорожной фрезерной машины, что является надежным индикатором того, что фрезерный барабан не воспринимает какую-либо часть веса дорожной фрезерной машины.

2. Дорожная фрезерная машина по п. 1:

(a) которая включает правый передний грунтозацепный приводной узел, предназначенный для приведения в движение и перемещения дорожной фрезерной машины по поверхности дорожного полотна;

(b) которая включает правую переднюю подъемную колонну, верхний конец которой присоединен к раме и нижний конец которой присоединен к правому переднему грунтозацепному приводному узлу, при этом правая передняя подъемная колонна включает правый передний линейный исполнительный механизм, который может быть приведен в действие для подъема и опускания рамы дорожной фрезерной машины по отношению к поверхности дорожного полотна;

(c) которая включает левый передний грунтозацепный приводной узел, предназначенный для приведения в движение и перемещения дорожной фрезерной машины по поверхности дорожного полотна;

(d) которая включает левую переднюю подъемную колонну, верхний конец которой присоединен к раме и нижний конец которой присоединен к левому переднему грунтозацепному приводному узлу, при этом левая передняя подъемная колонна включает левый передний линейный исполнительный механизм, который может быть приведен в действие для подъема и опускания рамы дорожной фрезерной машины по отношению к поверхности дорожного полотна;

(e) в которой грунтозацепный узел привода по п. 1 включает задний грунтозацепный узел привода;

(f) в которой подъемная колонна по п. 1 включает заднюю подъемную колонну:

(i) которая включает внутреннюю трубчатую опорную стойку, имеющую нижнюю концевую часть, к которой присоединен задний грунтозацепный узел привода;

(ii) которая включает внешнюю трубчатую опорную стойку, присоединенную к раме и снабженную верхним хомутом, при этом внешняя трубчатая опорная стойка предназначена для осевого перемещения относительно внутренней трубчатой опорной стойки;

(iii) в которой линейный исполнительный механизм включает задний линейный исполнительный механизм, верхний конец которого присоединен к внешней трубчатой опорной стойке и нижний конец которого присоединен к внутренней трубчатой опорной стойке, при этом задний линейный исполнительный механизм предназначен для перемещения внешней трубчатой опорной стойки относительно внутренней трубчатой опорной стойки;

(iv) в которой датчик связан с задней подъемной колонной.

3. Дорожная фрезерная машина для фрезерования поверхности дорожного полотна, при этом дорожная фрезерная машина имеет определенный вес и дополнительно включает:

(a) раму;

(b) узел фрезерования, включающий:

(i) корпус фрезерного барабана, присоединенный к раме;

(ii) фрезерный барабан, установленный внутри корпуса фрезерного барабана и предназначенный для вращения в основном вокруг горизонтальной оси;

(c) главный узел привода фрезерного барабана, функционально присоединенный к фрезерному барабану и предназначенный для придания вращательного движения фрезерному барабану внутри корпуса фрезерного барабана;

(d) грунтозацепный узел привода, предназначенный для приведения в движение и перемещения дорожной фрезерной машины по поверхности дорожного полотна;

(e) подъемную колонну, верхний конец которой присоединен к раме и нижний конец которой присоединен к грунтозацепному узлу привода, при этом подъемная колонна:

(i) предназначена для восприятия части веса дорожной фрезерной машины, что является надежным индикатором того, что фрезерный барабан не воспринимает какую-либо часть веса дорожной фрезерной машины;

(ii) включает линейный исполнительный механизм, который может быть приведен в действие для подъема и опускания рамы дорожной фрезерной машины по отношению к поверхности дорожного полотна;

(f) датчик нагрузки, который:

(i) соединен с подъемной колонной;

(ii) предназначен для измерения нагрузки на подъемную колонну или создаваемого в ней напряжения;

(iii) предназначен для выработки сигнала, указывающего на наличие нагрузки или напряжения, измеряемых датчиком нагрузки;

(g) контроллер, который:

(i) функционально соединен с главным узлом привода фрезерного барабана;

(ii) предназначен для управления главным узлом привода фрезерного барабана с целью останова вращения фрезерного барабана;

(iii) функционально соединен с датчиком нагрузки;

(iv) предназначен для приема сигнала с датчика нагрузки, указывающего на наличие нагрузки или напряжения, измеряемых датчиком нагрузки;

(v) предназначен для останова вращения фрезерного барабана, когда сигнал, принятый с датчика нагрузки, указывает на то, что подъемная колонна не воспринимает часть веса дорожной фрезерной машины, что является надежным индикатором того, что фрезерный барабан не воспринимает какую-либо часть веса дорожной фрезерной машины.

4. Дорожная фрезерная машина по п. 3, в которой:

(a) осевая деформация, регистрируемая датчиком нагрузки, зависит от веса дорожной фрезерной машины, воспринимаемого подъемной колонной, с которой связан датчик нагрузки;

(b) датчик нагрузки предназначен для передачи на контроллер сигнала постоянного напряжения, изменяющегося по мере изменения регистрируемой осевой деформации;

(c) контроллер интерпретирует сигнал постоянного напряжения как указывающий на снижение веса дорожной фрезерной машины, воспринимаемого подъемной колонной, при снижении сигнала с датчика нагрузки ниже заданного значения напряжения.

5. Дорожная фрезерная машина по п. 3:

(a) которая включает правый передний грунтозацепный приводной узел, предназначенный для приведения в движение и перемещения дорожной фрезерной машины по поверхности дорожного полотна;

(b) которая включает правую переднюю подъемную колонну, верхний конец которой присоединен к раме и нижний конец которой присоединен к правому переднему грунтозацепному приводному узлу, при этом правая передняя подъемная колонна включает правый передний линейный исполнительный механизм, который может быть приведен в действие для подъема и опускания рамы дорожной фрезерной машины по отношению к поверхности дорожного полотна;

(c) которая включает левый передний грунтозацепный приводной узел, предназначенный для приведения в движение и перемещения дорожной фрезерной машины по поверхности дорожного полотна;

(d) которая включает левую переднюю подъемную колонну, верхний конец которой присоединен к раме и нижний конец которой присоединен к левому переднему грунтозацепному приводному узлу, при этом левая передняя подъемная колонна включает левый передний линейный исполнительный механизм, который может быть приведен в действие для подъема и опускания рамы дорожной фрезерной машины по отношению к поверхности дорожного полотна;

(e) в которой грунтозацепный узел привода включает задний грунтозацепный узел привода;

(f) в которой подъемная колонна включает заднюю подъемную колонну:

(i) которая включает внутреннюю трубчатую опорную стойку, имеющую нижнюю концевую часть, к которой присоединен задний грунтозацепный узел привода;

(ii) которая включает внешнюю трубчатую опорную стойку, присоединенную к раме и снабженную верхним хомутом, при этом внешняя трубчатая опорная стойка предназначена для осевого перемещения относительно внутренней трубчатой опорной стойки;

(iii) в которой линейный исполнительный механизм включает задний линейный исполнительный механизм, верхний конец которого присоединен к внешней трубчатой опорной стойке и нижний конец которого присоединен к внутренней трубчатой опорной стойке, при этом задний линейный исполнительный механизм предназначен для аксиального перемещения внешней трубчатой опорной стойки относительно внутренней трубчатой опорной стойки;

(iv) в которой датчик нагрузки присоединен к верхней концевой части заднего линейного исполнительного механизма на верхнем хомуте.

6. Дорожная фрезерная машина по п. 5:

(a) которая включает U-образный хомут, имеющий участок изгиба и снабженный парой лап;

(b) в которой верхний хомут включает верхнюю поверхность;

(c) в которой один конец датчика нагрузки соединен как одно целое с участком изгиба U-образного хомута;

(d) в которой лапы U-образного хомута обеспечивают расположение присоединенного конца датчика нагрузки на расстоянии от верхней поверхности верхнего хомута.

7. Дорожная фрезерная машина по п. 6, в которой U-образный хомут предназначен для:

(a) расположения присоединенного конца датчика нагрузки с предварительно установленным зазором вне соприкосновения с верхней поверхностью верхнего хомута;

(b) предотвращения вращения датчика нагрузки.

8. Дорожная фрезерная машина по п. 7, в которой:

(a) задняя подъемная колонна имеет продольную ось, вдоль которой перемещается внешняя трубчатая опорная стойка относительно внутренней трубчатой опорной стойки;

(b) U-образный хомут предназначен для создания линии поворота, вокруг которой может поворачиваться датчик нагрузки относительно оси, расположенной перпендикулярно продольной оси задней подъемной колонны.