EP4012103B1 - Fräswelle für eine heckfräse einer pistenraupe und heckfräse - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Fräswelle für eine Heckfräse einer Pistenraupe zur Schneeflächenbearbeitung, mit einem zylindrischen Wellenkörper, von dessen Zylindermantel eine Vielzahl von Fräszähnen nach außen abragt, die über den Zylindermantel verteilt angeordnet sind. Die Erfindung betrifft zudem eine Heckfräse mit einer derartigen Fräswelle. Eine derartige Fräswelle ist aus der DE 10 2013 204 723 A1 bekannt. Die bekannte Fräswelle ist Teil einer Heckfräse einer Pistenraupe. Die Fräswelle ist in einem Fräskasten der Heckfräse drehbar gelagert und wird in betriebsfertig montiertem Zustand durch einen hydraulischen oder elektrischen Antriebsmotor angetrieben. Im Fahrbetrieb der Pistenraupe mit angebauter Heckfräse wird die Fräswelle derart angetrieben, dass von der Fräswelle auf der zu bearbeitenden Schneeoberfläche aufgefräste Schneekorngrößen von hinten über etwa eine Dreiviertelumdrehung der Fräswelle nach oben und nach vorne vor die Fräswelle geworfen werden. Dabei werden die Schneekorngrößen permanent gegen eine die Fräswelle umgebende Prallwand des Fräskastens geworfen, von der sie zurück auf die sich drehenden Fräszähne der Fräswelle geschleudert werden. Hierdurch erfolgt eine zwangsläufige Zerkleinerung der Schneekorngrößen. Hinter der Fräswelle ist an dem Fräskasten eine Glätteinrichtung mit einem elastisch beweglichen Finisher vorgesehen, der die zerkleinerten Schneekorngrößen glättet und zusammenpresst.
• Eine weitere Fräswelle für die Heckfräse einer Pistenraupe ist aus US 5 581 914 A bekannt.
• Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fräswelle sowie eine Heckfräse der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine gegenüber dem Stand der Technik weiter verbesserte Präparation von Schneeflächen für den Wintersport ermöglichen.
• Für die Fräswelle wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass zusätzlich zu den Fräszähnen mehrere über den Zylindermantel verteilt angeordnete Schaufelelemente vorgesehen sind, die in einem Fräsbetrieb der Fräswelle Schnee- und Eispartikel in Drehrichtung der Fräswelle über wenigstens eine halbe Umdrehung der Fräswelle mitnehmen. Die Schnee- und Eispartikel bilden die unterschiedlichen Schneekorngrößen. Die erfindungsgemäße Lösung vermeidet zumindest weitgehend Fehlstellen in einer bearbeiteten Schneepistenoberfläche. Derartige Fehlstellen sind Löcher in Form negativer Fehlstellen und Klumpen in Form positiver Fehlstellen. Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht im Vergleich zum Stand der Technik den Transport einer wesentlich größeren Menge von Schneekorngrößen über die Fräswelle hinweg nach vorne vor die Fräswelle, so dass im Vergleich zum Stand der Technik eine wesentlich effizientere Zerkleinerung der Schneekorngrößen durch die Fräszähne erfolgen kann.
• Es wird ein großer Anteil der aufgefrästen Schneemenge über etwa eine Dreiviertelumdrehung wieder vor die Fräswelle transportiert, wodurch eine erheblich verbesserte Zerkleinerung der Schneekorngrößen zwischen den Fräszähnen und der Prallwand des Fräskastens ermöglicht ist. Die Schaufelelemente ermöglichen den Transport dieser relativ großen Menge von Schneekorngrößen, ohne dass ein Leistungsbedarf eines entsprechenden Antriebssystems für die Fräswelle signifikant erhöht wird. Die verbesserte Zerkleinerung aufgrund des erhöhten Schneekorngrößentransports über die Fräswelle hinweg ermöglicht ein wesentlich verbessertes Auffüllen von negativen Fehlstellen. Die verbesserte Zerkleinerung der Schneekorngrößen führt zu einer starken Reduzierung positiver Fehlstellen. Insgesamt ergibt sich durch die erfindungsgemäße Lösung eine hohe Feinkörnigkeit der bearbeiteten Schneepistenoberfläche und demzufolge mit einer nachfolgenden Finisheranordnung einer Heckfräse auch eine verbesserte und besonders gleichmäßige Schneeverdichtung. Maßgeblich für die Schaufelelemente ist die Schaufelfunktion von Schneekorngrößen, die zusätzlich zur Fräsfunktion der Fräszähne vorhanden ist. Die Schaufelelemente sind derart gestaltet, dass sie die Fräsfunktion der Fräszähne nicht negativ beeinflussen.
• Gemäß der Erfindung sind die Schaufelelemente in Zwischenräumen zwischen benachbarten Fräszähnen erstreckt. Dadurch werden im Betrieb der Heckfräse durch die Zwischenräume zwischen den Fräszähnen hindurchgleitende Schneekorngrößen aufgefangen und in Drehrichtung der Fräswelle mitgenommen.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Schaufelelemente in Umfangsrichtung und/oder in Längsrichtung des Wellenkörpers versetzt zu den Fräszähnen positioniert. Die Schaufelelemente sind vorzugsweise parallel zu einer Drehachse der Fräswelle ausgerichtet. Die Schaufelelemente können aber auch in geringen Winkeln, vorzugsweise zwischen 0° und 30°, relativ zu der Längserstreckung der Fräswelle geneigt sein. Die Schaufelelemente können in Längsrichtung der Fräswelle in einer gemeinsamen Flucht oder in Umfangsrichtung versetzt zueinander positioniert sein. Die Schaufelelemente können zudem bei in Längsrichtung ebenfalls versetzten Fräszähnen jeweils zwischen zwei benachbarten Fräszähnen positioniert, über die Länge der Fräswelle jedoch in Umfangsrichtung versetzt angeordnet sein.
• Gemäß der Erfindung ragt jedes Schaufelelement zumindest weitgehend radial und in Längsrichtung des Wellenkörpers von dem Zylindermantel ab. Unter dem radialen Abragen ist ein Abragen orthogonal zu einer Tangentialebene des Zylindermantels an der entsprechenden Umfangsposition zu verstehen.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Schaufelelemente geradlinig ausgeführt oder gekrümmt oder abgewinkelt gestaltet. Die Krümmung oder Abwinklung ist vorzugsweise derart gestaltet, dass sich in Schaufelrichtung taschenartige Aufnahmen durch die Schaufelelemente ergeben.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Schaufelelemente als Metallblechteile gestaltet und stoffschlüssig mit dem Zylindermantel verbunden. Vorzugsweise sind die Schaufelelemente stegförmige Stahlblechteile, die auf den Zylindermantel der Fräswelle aufgeschweißt sind.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine radiale Höhe eines Schaufelelements geringer als eine radiale Höhe eines Fräszahns. Vorzugsweise beträgt die radiale Höhe des Schaufelelements weniger als eine Hälfte einer Höhe des Fräszahns. Durch diese Ausgestaltung ist gewährleistet, dass die Fräsfunktion der Fräszähne und die Schaufelfunktion der Schaufelelemente einander jeweils gut ergänzen.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind mehrere Schaufelelemente in Längsrichtung des Wellenkörpers in einer gemeinsamen Flucht über die Länge des Wellenkörpers erstreckt. Damit erstrecken sich die Schaufelelemente jeweils entlang einer Linie parallel zur Drehachse der Fräswelle und damit in Längsrichtung des Wellenkörpers.
• Für die Heckfräse wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 8 gelöst.
• Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die anhand der Zeichnungen dargestellt ist.

Fig. 1

zeigt schematisch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Heckfräse für eine Pistenraupe zur Schneeflächenbearbeitung,

Fig. 2

eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fräswelle für die Heckfräse nach Fig. 1 und

Fig. 3

schematisch eine Schneeflächenbearbeitung durch die Heckfräse nach Fig. 1 mit der Fräswelle gemäß Fig. 2.

• Ein Kettenfahrzeug in Form einer Pistenraupe dient zur Schneeflächenbearbeitung in Wintersportgebieten. Eine derartige Pistenraupe weist ein frontseitiges Anbaugerät in Form eines Räumschilds sowie ein heckseitiges Anbaugerät in Form einer Heckfräse 1 gemäß den Fig. 1 bis 3 auf. Die Heckfräse 1 wird an einem fahrzeugseitigen Heckgeräteträger der Pistenraupe lösbar befestigt. Die Heckfräse 1 weist eine Tragstruktur 5 auf, die einen Fräskasten mit einer gekrümmten Prallwand 3 trägt. In dem Fräskasten ist eine Fräswelle 2 drehbar gelagert, die in nicht näher dargestellter Weise durch einen Antriebsmotor eines Antriebssystems der Heckfräse 1 antreibbar ist. Die Fräswelle 2 ist um eine Drehachse D in dem Fräskasten drehbar gelagert. Anhand des dicken Pfeils in Fig. 3 ist die Antriebsdrehrichtung für die Fräswelle 2 verdeutlicht. Dabei ist zu erkennen, dass in der Darstellung gemäß den Fig. 1 oder 3 die Fräswelle 2 im Gegenuhrzeigersinn angetrieben wird, wobei die Fräswelle 2 in nachfolgend näher beschriebener Weise teilweise in eine Schneeoberfläche S eintaucht und in Fig. 3 erkennbare Schneekorngrößen hinter der Fräswelle 2 aufnimmt und durch den Fräskasten hindurch nach vorne vor die Fräswelle 2 wirft. Die Schneekorngrößen werden während des Transports über die Fräswelle 2 hinweg gegen die die Fräswelle 2 über einen Teil ihres Umfangs in Abstand umgebende Prallwand 3 des Fräskastens geschleudert und von dort zurück auf die Fräswelle 2, wodurch bei dem Transport über die Fräswelle 2 hinweg eine Zerkleinerung der Schneekorngrößen stattfindet.
• Die Fräswelle 2 weist gemäß Fig. 2 einen rohrförmigen Wellenkörper 6 auf, der zylindrisch gestaltet ist. Auf einem Zylindermantel 7 des Wellenkörpers 6 ist eine Vielzahl von Fräszähnen 8 verteilt angeordnet. Die Fräszähne 8 bestehen aus Metall und sind auf den Zylindermantel 7 des Wellenkörpers 6 der Fräswelle 2 aufgeschweißt. Wie anhand der Fig. 2 gut erkennbar ist, sind alle Fräszähne 8 mit ihrer Längserstreckung in Umfangsrichtung ausgerichtet und sowohl in Längsrichtung des Wellenkörpers 6 als auch in Umfangsrichtung jeweils zueinander beabstandet. Zwischen den Fräszähnen 8 sind Schaufelelemente 9 angeordnet, die quer zu den Fräszähnen 8 ausgerichtet sind und sich damit parallel zur Drehachse D in Längsrichtung des Wellenkörpers 6 erstrecken. Jeweils ein Schaufelelement 9 erstreckt sich zwischen jeweils zwei benachbarten Fräszähnen 8. Anhand der Fig. 2 ist erkennbar, dass jeweils eine Vielzahl von Schaufelelementen 9 in einer Linie parallel zur Drehachse D fluchtend ausgerichtet sind. Jedes Schaufelelement 9 ist als Metallblechsteg ausgeführt, der auf den Zylindermantel 7 des Wellenkörpers 6 aufgeschweißt ist und demzufolge fest mit dem Wellenkörper 6 verbunden ist. Jedes Schaufelelement 9 kontaktiert jeweils eine Seitenwange der jeweils zwei benachbarten Fräszähne 8 mit seinen gegenüberliegenden Stirnseiten. Die Schaufelelemente sind als geradlinige Metallblechstege ausgeführt und ragen in einer radialen Längsebene zu der Drehachse D nach außen ab. Damit ist jedes Schaufelelement 9 orthogonal zu einer Tangentialebene des Zylindermantels 7 nach außen gerichtet. Anhand der Fig. 2 ist auch erkennbar, dass an gegenüberliegenden Stirnseiten der Fräswelle 2 im Bereich der zwei bis drei außen liegenden Reihen von Fräszähnen 8 keine Schaufelelemente 9 mehr positioniert sind. Damit erstrecken sich die Schaufelelemente 9 nicht über die gesamte Länge des Wellenkörpers 6, sondern lediglich weitgehend über die Länge des Wellenkörpers 6. Anhand der Fig. 2 ist auch erkennbar, dass eine Höhe der Schaufelelemente 9 identisch ist, und dass diese Höhe weniger als die Hälfte einer Höhe des jeweiligen Fräszahns 8 beträgt. Dadurch ist gewährleistet, dass eine Fräsfunktion der Fräszähne 8 im Betrieb der Fräswelle 2 durch die Schaufelelemente 9 nicht beeinträchtigt ist.
• Im Betrieb der Heckfräse 1 werden durch die Schaufelelemente 9 Schneekorngrößen, die durch die Fräszähne 8 im Bereich der Schneeoberfläche S aufgefräst sind, hinter der Fräswelle 2 nach oben mitgenommen, durch den Fräskasten hindurchtransportiert und nach vorne vor die Fräswelle 2 geworfen. Das Ganze erfolgt, während die Pistenraupe entlang der Schneeoberfläche S entlangfährt und die Heckfräse 1 mitschleppt. Die Fahrtrichtung der Pistenraupe und damit auch die Schlepprichtung und Arbeitsrichtung der Heckfräse 1 ist in den Fig. 1 und 3 nach links gewandt. Hinter der Fräswelle 2 ist an dem Fräskasten und an der Tragstruktur 5 eine Finisheranordnung 4 positioniert, die die feinkörnige, durch die Fräswelle 2 bearbeitete Schneeoberfläche verdichtet und glättet.

Claims (8)

1. Fräswelle (2) für eine Heckfräse (1) einer Pistenraupe zur Schneeflächenbearbeitung, mit einem zylindrischen Wellenkörper (6), von dessen Zylindermantel (7) eine Vielzahl von Fräszähnen (8) nach außen abragt, die über den Zylindermantel (7) verteilt angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu den Fräszähnen (8) mehrere über den Zylindermantel (7) verteilt angeordnete Schaufelelemente (9) vorgesehen sind, die in einem Fräsbetrieb der Fräswelle (2) Schnee- und Eispartikel in Drehrichtung der Fräswelle (2) über wenigstens eine halbe Umdrehung der Fräswelle (2) mitnehmen, dass die Schaufelelemente (9) in Zwischenräumen zwischen benachbarten Fräszähnen (8) erstreckt sind, und dass jedes Schaufelelement (9) zumindest weitgehend radial und in Längsrichtung des Wellenkörpers (6) von dem Zylindermantel (7) abragt.
2. Fräswelle (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufelelemente (9) in Umfangsrichtung und/oder in Längsrichtung des Wellenkörpers (6) versetzt zu den Fräszähnen (8) positioniert sind.
3. Fräswelle (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufelelemente (9) geradlinig ausgeführt oder gekrümmt oder abgewinkelt gestaltet sind.
4. Fräswelle (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufelelemente (9) als Metallblechteile gestaltet und stoffschlüssig mit dem Zylindermantel (7) verbunden sind.
5. Fräswelle (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine radiale Höhe eines Schaufelelements (9) geringer ist als eine radiale Höhe eines Fräszahns (8).
6. Fräswelle (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine radiale Höhe des Schaufelelements (9) weniger als eine Hälfte der Höhe des Fräszahns (8) beträgt.
7. Fräswelle (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Schaufelelemente (9) in Längsrichtung des Wellenkörpers (6) in einer gemeinsamen Flucht über die Länge des Wellenkörpers (6) erstreckt sind.
8. Heckfräse (1) für eine Pistenraupe mit einer Fräswelle (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

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