地面作业机械和用于铣刨地表面或交通表面的方法技术领域
本发明涉及分别根据权利要求1和10的前序部分所述的作为自推进机
械或附接单元的用于对地表面或交通表面进行作业的地面作业机械和方法，
特别是冷再生机或土壤稳定机。
背景技术
这种地面作业机械用于处理材料，即，例如用于稳定承重能力不足的
土壤、将沥青路面粉碎以及将粘结(bound)或未粘结(unbound)的路面
表面进行再生。为了对土壤进行改善或稳定，已知将粉末状或液体粘结剂
引入到土壤中，以更合适地放置所述土壤和增加所述土壤的承重能力。已
知的地面作业机械包括在混合室中旋转的铣刨鼓/混合鼓，所述铣刨鼓/混合
鼓以高度可调节的方式布置在鼓壳体的下方，所述鼓壳体围起铣刨鼓/混合
鼓并且附接到机械框架。地面作业机械可以是自推进的或可以是附接单元。
这种机械的示例在WO96/24725、WO2005/054578或EP2218823A中有所
描述。
关于这种地面作业机械的各个组件的描述，参照这些早期的专利申请。
以适应于相应应用的方式，在位于鼓壳体和铣刨装置之间的混合室内
执行所需的过程，诸如粉碎地面材料、添加粘结剂、将所添加的材料进行
混合和散布。
在例如如图1中所描绘的一种已知的地面作业机械中，已知的是在鼓
壳体处提供可枢转的前部鼓挡板和后部鼓挡板以便在作业过程中分别限制
铣刨材料或待混合和/或待粉碎的材料的逸出。在这种设计中，鼓挡板的位
置分别取决于任务或底土的性质和所期望的作业结果。从而例如有可能通
过如在作业方向上看去的前部鼓挡板的位置来影响级配曲线(grading
curve)，即，铣刨材料碎片的粒度分布。在该过程中，以围绕枢转轴线的
枢转运动来实现鼓挡板的调节，所述枢转轴线横向于作业方向并平行于铣
刨鼓/混合鼓的轴线延伸。
在所提及的现有技术中的缺陷在于，由于地面或交通表面的层状结构，
铣刨鼓/混合鼓会从表面中破裂出板片，特别是当在行进方向的反方向上操
作时，其中铣刨鼓/混合鼓在与轮或履带单元的旋转方向相反的旋转方向上
旋转。
这是特别不利的，因为这使得根据规范粉碎现有路面变得更加困难，
并且在该过程中，一些超大的碎片进入到混合室中所包含的铣刨材料内，
使得铣刨出的碎片的尺寸分布是不均匀的并且不对应于指定的粒度分布。
此外，由铣刨鼓所捕获的较大碎片会将不需要的力施加到铣刨鼓/混合
鼓上或施加到鼓壳体上。在该过程中，可能会导致损坏或产生使得地面作
业机械摇动或使得地面作业机械抬起的反应，因此干扰作业过程并损害作
业结果的质量。
从WO2012/062456已知将粉碎杆布置在鼓壳体内。缺陷在于，由于鼓
壳体内的空间有限，在铣刨鼓壳体内需要额外的设计工作，以及粉碎杆元
件的维护是困难且耗时的。此外，在混合室中铣刨材料发生积聚，因此需
要提高铣刨/混合转子的操作的性能，否则只能以较慢的操作速度来执行铣
刨过程。将粉碎杆布置在内部导致较大的碎片和板片在鼓壳体内一次又一
次地被投掷撞向粉碎杆，直到它们被粉碎到能够通过铣刨鼓/混合转子和鼓
壳体之间的间隙的程度。在该过程中，铣刨材料容易形成积聚，这需要铣
刨鼓/混合鼓在阻力显著增加的情况下操作。
根据现有技术，前部鼓挡板的枢转角度由机械操作人员手动调节并在
整个作业过程中保持基本上恒定。在这种布置中，鼓挡板通常不搁置于地
面上。
发明内容
因此，本发明的目的是提出一种地面作业机械以及用于铣刨地表面或
交通表面的方法，其中可针对不同的作业任务且在可能影响碎片的平均粒
度和分布范围的不同结构条件下实现地面或交通表面的可重现
(reproducible)的粉碎。
上述目的通过权利要求1和10的特征来实现。
本发明有利地将鼓挡板设置成至少两部分式的设计，并包括不少于一
个上部部分和一个下部部分，在该设计中，至少一个部分是可枢转的，以
及至少一个另外的部分能够以线性或以弧形形状可伸缩的方式调节。鼓挡
板的经扩展的调节可能性使得，通过挡板位置，不仅能够改善碎片平均尺
寸，而且能够改善尺寸分布的均匀性，特别是防止在铣刨材料中存在较大
的碎片。
将鼓挡板分成至少两部分，其中一个部分能够以线性或以弧形可伸缩
的方式调节以及其中的另一个部分是可枢转的，这使得在相应的作业过程
中鼓挡板始终被引导成使得其与铣刨鼓相距的距离为最优距离，而不依赖
于鼓挡板是否搁置在地面上，特别是所述鼓挡板在铣刨过程中在铣刨鼓在
鼓壳体内部中的可变的位置处或在鼓壳体的可变的位置处受到引导。其结
果是，前部鼓挡板的调节经由与线性或弧形运动结合的枢转运动来实现。
根据本发明，鼓挡板仅允许材料进入鼓壳体下方的混合室中，所述材
料已经在鼓挡板的前方或鼓挡板处通过鼓挡板的灵活定位而被充分粉碎。
在鼓壳体内不会发生积聚，使得铣刨鼓/混合鼓可以在不增加阻力的情况下
在混合室内操作。
本发明不仅适用于土壤稳定机和冷再生机，而且还适用于设有在铣刨
鼓壳体内的铣刨鼓的其它建筑机械，例如，道路铣刨机、露天采矿机，特
别是如果作业结果的级配曲线具有重要性的情况，其中通过调节机械框架
的高度可调节铣刨鼓的高度。
鼓挡板的部分的枢转角度和/或鼓挡板的能够以可伸缩的方式调节的
部分的位置优选地设置成根据当前的铣刨深度可控，以使得鼓挡板和铣刨
鼓/混合鼓之间的距离能够以可变的方式调节，例如，最小化。下部部分或
下部部分的底部边缘分别与铣刨鼓/混合鼓相距的距离是特别重要的。因为
可灵活地调节鼓挡板，使得能够经由前部鼓挡板和铣刨鼓/混合鼓之间的可
任意选择的距离而可重现地调节级配曲线(即，铣刨材料的平均粒度和粒
度分布)。鼓挡板、或鼓挡板的上部部分和下部部分的当前位置分别通过测
定捕获以便使得能够进行位置控制。
在一个优选的实施例中，鼓挡板的可枢转部分的枢转角度和/或鼓挡板
的能够以可伸缩的方式调节的部分的位置优选设置成根据当前的铣刨深度
可调节，以使得鼓挡板的底部边缘可用作压紧装置。
在该设计中，除其它功能之外，鼓挡板满足作为压紧装置的以下功能：
-压紧例如道路结构的最上层；
-防止板片破裂；
-如果碎片或板片存在的话，防止碎片或板片被吸到鼓壳体内；以及
-将碎片和板片保持处于它们在铣刨鼓/混合鼓前方的位置下。
铣刨鼓/混合鼓可在压紧位置下将较大的碎片和板片相继地清理下来
并粉碎。
控制器优选设置成至少根据当前铣刨深度自动地控制鼓挡板的可枢转
部分的枢转角度和鼓挡板的能够以线性或以弧形形状可伸缩的方式调节的
部分的位置。
在本发明的进一步改进中，预期在下部部分的底部边缘处布置可更换
的粉碎杆。粉碎杆使得鼓挡板能够保持与铣刨鼓/混合鼓相距较大的距离，
在这种布置中，粉碎杆可防止较大的未被粉碎的碎片能够进入混合室。
进一步预期在下部部分的底部边缘处布置彼此相邻地布置的多个滑履，
所述多个滑履优选等距地间隔开，所述滑履例如是滑橇形滑履。
滑履和粉碎杆也可以同时使用；特别地，滑履可附接到鼓挡板的下端
部，以及在滑履的上方，粉碎杆可以在铣刨鼓/混合鼓的方向上突出。
滑履(特别是为滑橇形时)可促进粉碎过程，并且例如限制碎片在作
业方向的横向方向上的范围。即使当鼓壳体被引导在地面上作为压紧装置
时，位于鼓壳体前方的材料可通过滑履之间的自由空间进入鼓壳体，。
一个优选实施例将鼓挡板设置成适合于以预定的接触压力压靠地面或
交通表面。从而可以提高鼓挡板的压紧功能。接触压力可通过自重来施加
或例如通过液压可变地可调节的压力来施加。
在一个实施例中，预期上部部分是可枢转的以及下部部分能够以线性
或以弧形形状可伸缩的方式调节，在这种设计中，相对于上部部分，下部
部分能够适应于存在于地面中的横向坡度或适应于地面的不规则性。
下部部分可以是单个部分或多部分的设计，并且可以使得其自身适应
于可能不平坦的地表面或适应于有意从水平面偏离的铣切(millingcut)。
此外，可进一步预期铣刨鼓/混合鼓在鼓壳体内部在高度上沿着轨迹可
调节，且可预期控制器根据铣刨深度和铣刨鼓/混合鼓的轨迹控制鼓挡板的
可枢转部分的枢转位置和/或鼓挡板的能够以线性或以弧形形状可伸缩的
方式调节的部分的位置。
因此，能够在鼓挡板和铣刨鼓/混合鼓之间始终保持最优距离，而不论
铣刨鼓在鼓壳体内部的位置或相应的铣刨深度如何。这特别是在沿着轨迹
调节鼓壳体内部的铣刨鼓的高度时是重要的，因为不仅铣刨鼓/混合鼓在垂
直方向上的位置在过程中改变，而且铣刨鼓/混合鼓在作业方向上与鼓挡板
的水平距离也在过程中改变。
鼓挡板的灵活性提供了进一步的优势：
-由于提高了鼓挡板的可动性和可控性，还有可能优化已知的作业程
序，例如用于封闭地面中的坑道，如在EP2455544中所述的那样。
-在完成铣刨操作之后，通过升高铣刨鼓/混合鼓，通过反向行进灵活
可控的鼓挡板，可对铣切进一步成型(成型为指定的侧向倾斜度等)。
-额外使用耦联到鼓挡板的用于位置确定(例如GPS等)的系统，这
使得能够精确定位鼓挡板，从而实现施工现场特定的具体要求。
在根据本发明的使用地面作业机械、特别是作为自行推进式机械或附
接单元的冷再生机或土壤稳定机对地表面或交通表面进行作业的方法包括：
-调节铣刨深度；
-使用高度可调节的铣刨鼓/混合鼓铣刨地表面；以及
-粉碎铣刨材料和/或在混合室中将铣刨材料与添加物混合，其中混合
室由围绕铣刨鼓/混合鼓的鼓壳体形成；
-其中如在作业方向上所看到的不少于一个可枢转的前部鼓挡板形成
混合室相对于地面的边界；
-鼓挡板设置成用于可变地改变混合室，所述鼓挡板包括不少于一个
可枢转部分和一个能够以线性或以弧形形状可伸缩的方式调节的部分。
附图说明
在下文中，参照附图对本发明的实施例进行更详细地说明。示出下述：
图1是根据现有技术的通用地面作业机械；
图2是根据现有技术在低铣刨深度处鼓挡板与铣刨鼓/混合鼓相距的距
离；
图3是根据现有技术在高铣刨深度处鼓挡板与铣刨鼓/混合鼓相距的距
离；
图4是根据本发明的在作为土壤稳定机的操作中的鼓壳体；
图5是根据本发明的在高铣刨深度处在冷再生操作中的鼓壳体；
图6是图5中所示实施例的替代性实施例；
图7是设有粉碎杆的另一实施例；
图8是鼓挡板的下部部分相对于上部部分的枢转位置；
图9是设有成型的(profiled)粉碎杆的一个实施例；
图10是设有分开的下部部分的鼓挡板；
图11是设有滑橇形压紧装置的鼓挡板。
具体实施方式
图1描绘了一种地面作业机械1，其从WO2005/054578已知，用于对
路面进行作业，或用于稳定承重能力不足的地表面14或用于再生路面，所
述路面包括表面层5和下面的基层7，地面作业机械1具有由底盘2支撑
的机械框架4。底盘2包括各两个的后轮6和前轮8，所述轮以高度可调节
的方式附接到升降柱12，并且所述轮可独立地或同步地升高和降低。应当
理解的是可以有意地将其它驱动装置(诸如履带)代替轮6、8。升降柱12
附接到机械框架4。
由前轮8和后轮6形成的两个底盘轮轴分别可以是可转向的。
如可从图1和图2中得出的那样，适于操作人员的操作人员平台10在
前轮8的上方或在前轮8的前方布置在机械框架4处。
在图1的实施例中，操作人员平台10分别布置在前轮8的前方或布置
在前轮8的轮轴的前方，并且可在机械的不少于一侧上移动，甚至移动超
出机械的外周。
鼓壳体28可在机械框架4处以固定的方式铰接，使得可仅仅通过适于
轮6和8的升降柱12实现鼓壳体28的高度调节。铣刨鼓/混合鼓20优选
相反于行进方向50旋转，其轴线横向于行进方向延伸，安装成围绕枢转轴
线34相对于机械框架4枢转，以便通过布置于两侧上的枢转臂42将其从
如图1中所示的停放位置枢转到铣刨位置，所述铣刨位置如在其它附图中
所示。每个枢转臂42在一端部处安装在机械框架4中，并且在其另一端部
处容纳铣刨鼓/混合鼓20的支撑件。
地面作业机械1的操作在反方向上也是可以的，其中则可以在行进方
向上进行铣刨。
铣刨鼓/混合鼓20例如设有如图9中所示的铣刨刀具22，以便能够对
地表面或交通表面14进行作业。
在操作位置下，鼓壳体28搁置于待进行作业的地面14的地表面3上
或保持在距地面14的小距离处，同时铣刨鼓/混合鼓20可根据预定的铣刨
深度进一步向下枢转。在这种布置中，鼓壳体的横向边界可通过可移动的
侧板形成。从而在鼓壳体28和铣刨鼓/混合鼓20之间形成混合室24，其混
合室容积可根据铣刨深度而改变。混合室的容积也可受到鼓壳体中附加的
内部可调挡板的影响，该内部可调挡板大致从DE102010050831已知。
在混合室24中，添加物例如可通过喷雾装置18引入，并与铣刨材料混合。
铣刨鼓/混合鼓20在其前边缘和后边缘处包括可枢转的鼓挡板27、25。根
据现有技术，如在行进方向50上所看到的前部鼓挡板27在操作过程中略
微升高，使得它不会搁置在地面上，以及如在行进方向50上所看到的后部
鼓挡板25可用作刮刀。
可由限制装置来确定降低鼓壳体28的最大量，所述鼓壳体以非固定的
方式附接到机械框架4。
从而预期这种鼓壳体28以浮动的方式搁置在地表面14上。然而如已
经提到的那样，鼓壳体28优选以固定的方式附接到机械框架4。
图2和图3分别示出一种现有的解决方案，其包括可枢转的前部鼓挡
板27，鼓挡板27可在鼓壳体28处围绕平行于铣刨鼓/混合鼓20延伸的枢
转轴线38枢转。图2示出在低铣刨深度处铣刨鼓/混合鼓20在混合室24
内的位置，以及图3示出在高铣刨深度处的位置。由枢转臂42围绕枢转轴
线34的枢转运动确定轨迹36，铣刨鼓/混合鼓20在鼓壳体28的下方沿着
轨迹36移动，从而产生铣刨鼓/混合鼓20的不同定位。可以清楚地看出，
在鼓挡板27的下端部和铣刨鼓/混合鼓20之间的距离A差异巨大，使得在
低铣刨深度的情况下，当在行进方向的反方向上铣刨时，可破裂出表面层
5的较大板片和碎片。由铣刨鼓/混合鼓20捕获的板片和较大的碎片可能将
不需要的力施加到铣刨鼓/混合鼓20上或施加到鼓壳体28上。在该过程中，
可导致增加的磨损和撕裂，或使得地面作业机械产生使得机械摇动或使得
机械抬起的反应，因此干扰作业过程以及损害作业结果的质量。此外，由
于板片破碎而形成的较大碎片，存在显著削弱铣刨材料16的粉碎均匀性的
缺陷。
在高和低的两个铣刨深度处都会出现该问题，并且在低铣刨深度的情
况下该问题显著加剧。
即使铣刨鼓不沿轨迹36移动，而是仅仅在鼓壳体28内部或连同鼓壳
体28一起垂直上下运动，由于铣刨鼓/混合鼓20的圆形几何形状，存在鼓
挡板27距铣刨鼓/混合鼓20的距离不同以及因此铣刨出的碎片的粒度分布
不均匀的问题。
图4示出根据本发明的第一实施例，其中鼓挡板27位于适于土壤稳定
的位置上。
鼓挡板27是至少两部分式的设计，并且在图4中设有可围绕枢转轴线
38枢转的可枢转的上部部分30和可沿上部部分30线性移动的下部部分32。
应当理解的是，上部部分30和下部部分32不必是直线形的，而是也
可以设有适应于铣刨鼓/混合鼓20直径的横截面形状。
重要的是，前部鼓挡板27可分别通过其底部边缘或通过其相对于铣刨
鼓/混合鼓20的相对位置分别根据铣刨深度或沿着轨迹36的铣刨鼓轴线的
位置而不同地定位。
图5示出在高铣刨深度下执行的冷再生过程的情况下的前部鼓挡板27
的挡板位置。通过其底部边缘，鼓挡板27被带到非常靠近铣刨鼓/混合鼓
20处，其中下部部分32的底部边缘同时搁置于表面层5上。下部部分32
的底部边缘从而可同时用作压紧装置，其额外地降低形成板片的风险。
图6示出例如在低铣刨深度处的冷再生过程中的替代性实施例，其中
下部部分32的底部边缘保持距地表面3的距离，但是同时其距铣刨鼓/混
合鼓20的距离被最小化。在这种情况下，通过鼓挡板27和铣刨鼓/混合鼓
20之间的小距离安全地排除了较大碎片的侵入，从而在最大可能的程度上
使得混合室24中碎片的粒度分布均匀化。
通过图5和图6中所示的实施例可安全地排除下述情况，即，较大的
碎片或板片分别会进入混合室24并可能损坏铣刨鼓/混合鼓20或鼓壳体28
或损害铣刨过程。
图7示出一个替代性的实施例，其中粉碎杆44附加地设置在下部部分
32的底部边缘处，所述粉碎杆44在铣刨鼓/混合鼓20的方向上从下部部分
32的底部边缘突出。在这种情况下，也可以可靠地防止较大的碎片进入混
合室24，特别是当在行进方向的反方向上铣刨时会形成较大的碎片。如果
形成较大的碎片，通过粉碎杆44防止这些较大的碎片进入铣刨室/混合室，
使得铣刨鼓/混合鼓20可在这些碎片能够在粉碎状态下进入混合室24之前
逐渐地将这些碎片清理掉。从下方与杆碰撞的铣刨材料的碎片在粉碎杆44
处破碎成小片(pieces)，使得所述粉碎杆44也有助于粉碎过程。
在鼓挡板27的下端部处的可更换的粉碎杆44提供下述优势，即它们
可快速并容易地更换，并改善鼓挡板27和鼓壳体28的磨损保护。
图8示出一个实施例，其中下部部分32可相对于上部部分30枢转以
便能够适应于当前或永久的地面不规则性。
此外，可枢转的下部部分32也可在下述那些情况下使用，其中预期铣
切相比于现有的地表面或交通表面14有意地倾斜延伸，例如，从水平平面
偏离。
可通过活塞缸单元40调节下部部分32相对于上部部分30的位置。活
塞缸单元40可执行下部部分32相对于上部部分30的枢转运动以及伸缩式
的线性/弧形形状调节两者。
活塞缸单元40也可用于将下部部分32压靠地表面或交通表面14，施
加预定的接触压力。
图9示出在铣刨鼓/混合鼓20的方向上突出的粉碎杆44，所述粉碎杆
44从下部部分32突出，并包括带齿的外轮廓。该外轮廓适应于铣刨鼓/混
合鼓20的刀具22的行间隔。粉碎杆44由于可控的鼓挡板27而能够以灵
活的方式调节，使得粉碎杆44在刀具22之间的间隙内的接合是可调节的，
以便也以这种方式影响级配曲线。粉碎杆44还可设有其它特别简单的形式，
如图7中所示，且无需设有可从图9中得出的带齿外轮廓。
图10示出下部部分的另一个实施例，其中下部部分分为多个局部元件
33。这使得能够具有极高程度的灵活性，以便适应于地表面3的轮廓。各
局部元件33通过活塞缸单元40联接到鼓挡板27的上部部分30，以便可
独立地调节各局部元件33。
图11示出活塞缸单元48，其在一方面附接到鼓挡板27以及在另一方
面附接到机械框架4的附接部52。鼓挡板27可通过活塞缸单元48枢转，
而下部部分32可通过活塞缸单元40相对于上部部分30调节。
应当理解的是，活塞缸单元48的下端部也可附接到上部部分30，以
代替下部部分32，如图11中所示。
图11进一步示出了一个实施例，其中滑橇形滑履46附接到下部部分
32的底侧。这些滑履也可压靠地表面3或交通表面。即使在所述滑履46
被引导在地表面3上作为压紧装置的情况下，位于鼓壳体27前方的材料可
通过滑履46之间的自由空间进入鼓壳体27。