устройство для распределения асфальтовой смеси по поверхности

Формула изобретения

1. Машина для срезания асфальтовой смеси, уложенной на поверхности, содержащая

машину-двигатель с мешалкой для распределения упомянутой асфальтовой смеси и с прикрепленными к ней кронштейнами и

дополнительное устройство с рамой, прикрепленной к упомянутой машине-двигателю при помощи упомянутых кронштейнов, включающее

(a) отвал, выполненный с возможностью срезания упомянутой асфальтовой

смеси, уложенной на упомянутой поверхности, при этом упомянутый отвал выполнен подвижным, а упомянутая рама упомянутого дополнительного устройства остается соединенной с упомянутой машиной-двигателем,

(b) неконтактное устройство управления, соединенное с упомянутым отвалом для немедленного поднимания и опускания упомянутого отвала в зависимости от изменений профиля упомянутой поверхности,

(c) по меньшей мере один генератор сигналов, связанный с упомянутым неконтактным устройством управления и выполненный с возможностью генерирования сигнала, характеризующего профиль упомянутой поверхности, и

(d) по меньшей мере один приемник сигналов, связанный с упомянутым неконтактным устройством и упомянутым генератором сигналов, посредством чего обеспечено практически мгновенное поднимание или опускание отвала по мере изменения профиля упомянутой поверхности по сигналам, поступающим с упомянутого генератора.

2. Машина по п.1, в которой упомянутый отвал расположен на расстоянии не более чем 5 футов (1,52 м) от упомянутой мешалки.

3. Машина по п.1, в которой упомянутое неконтактное устройство управления содержит цилиндр для поднимания и опускания упомянутого отвала.

4. Машина по п.1, в которой упомянутый генератор сигналов представляет собой сонарный генератор, а упомянутый приемник сигналов представляет собой сонарный приемник.

5. Машина по п.1, в которой упомянутый отвал имеет поверхность, вогнутую в направлении перемещения упомянутой машины.

6. Машина по п.1, в которой упомянутый отвал установлен с возможностью подниматься или опускаться в пропорциональной зависимости от изменения профиля упомянутой поверхности.

7. Машина по п.1, в которой упомянутый приемник выполнен с возможностью осуществлять управление высотой и наклоном упомянутого отвала.

8. Машина по п.1, в которой упомянутый отвал простирается в направлении, практически перпендикулярном направлению перемещения упомянутой машины.

9. Машина по п.1, дополнительно содержащая ограничивающие концевые части, соединенные с упомянутой рамой упомянутого дополнительного устройства для удерживания упомянутой асфальтовой смеси в пределах, определяемых габаритами упомянутой машины.

10. Машина по п.9, в которой упомянутые генераторы сигналов соединены с упомянутыми ограничивающими концевыми частями так, что по меньшей мере один генератор соединен с первой концевой частью и по меньшей мере один генератор соединен со второй концевой частью.

11. Машина по п.1, содержащая множество генераторов сигналов и множество приемников сигналов, связанных между собой.

12. Машина по п.11 в которой упомянутое множество сигналов, принимаемых упомянутыми приемниками сигналов, подвергается усреднению.

13. Машина по п.1, в которой упомянутое дополнительное устройство дополнительно содержит (е) шнек, предназначенный для распределения упомянутой асфальтовой смеси перед срезанием упомянутой смеси при помощи упомянутого отвала.

14. Машина по п.13, в которой упомянутый шнек расположен в пределах 6 дюймов (15,24 см) от упомянутого отвала.

15 Способ выравнивания поверхности с использованием машины, содержащей машину-двигатель с мешалкой для распределения асфальтовой смеси и с прикрепленными к ней кронштейнами, а также дополнительное устройство с рамой, прикрепленной к упомянутой машине-двигателю при помощи упомянутых кронштейнов, причем упомянутое дополнительное устройство содержит отвал, выполненный с возможностью разравнивания упомянутой асфальтовой смеси по поверхности, при этом упомянутый отвал выполнен подвижным, в то время как упомянутая рама упомянутого дополнительного устройства остается прикрепленной к упомянутой машине-двигателю, неконтактное устройство управления, соединенное с упомянутым отвалом для немедленного поднимания и опускания упомянутого отвала, и шнек, при этом упомянутый способ включает следующие операции:

(a) перемещение упомянутой машины в направлении перемещения,

(b) укладку асфальтовой смеси на упомянутую поверхность по мере перемещения упомянутой машины,

(c) регулировку высоты упомянутого отвала так, чтобы происходило практически мгновенное поднимание и опускание отвала по мере изменения профиля упомянутой поверхности, и

(d) разравнивание упомянутой асфальтовой смеси с использованием

упомянутого срезающего устройства, причем операции (a)-(d) осуществляют за один проход.

16. Способ по п.15, в котором упомянутая машина дополнительно содержит также генератор сигналов и приемник сигналов, связанные с упомянутым неконтактным устройством управления, и который дополнительно включает следующие операции:

измерение профиля упомянутой поверхности с использованием сигнала, поступающего с упомянутого генератора сигналов, по мере перемещения упомянутой машины в упомянутом направлении перемещения и обработку упомянутого сигнала с использованием приемника сигналов.

17. Способ по п.16, дополнительно включающий операцию измерения высоты упомянутой поверхности с использованием сигнала, поступающего с упомянутого генератора сигналов.

18. Способ по п.15, в котором упомянутая асфальтовая смесь практически не содержит растворителя.

19. Способ по п.15, в котором упомянутая поверхность представляет собой грунтовую поверхность, гравийную поверхность, асфальтовую поверхность или сочетание этих поверхностей.

20. Способ по п.15, включающий следующие операции:

остановку упомянутой машины во время ее перемещения в упомянутом направлении перемещения и приведение упомянутой машины в движение, причем во время упомянутых операций остановки и приведения в движение сохраняют практически ровное перемещение отвала по плоскости.

Описание изобретения к патенту

Предпосылки создания изобретения

Настоящее изобретение относится к асфальтоукладочной машине, которая содержит отвал для распределения и разравнивания укладываемого материала дорожного покрытия. В частности, машина содержит генератор сигналов для измерения профиля дороги с тем, чтобы отвал мог быть отрегулирован с целью образования более плоской поверхности дороги.

Известно, что отвалы не применялись для распределения и разравнивания вязких асфальтовых смесей, таких как холодные асфальтовые смеси и/или асфальтовые смеси, практически не содержащие растворитель. Вместо этого, отвалы применяются для профилирования дороги перед укладкой смеси, а не для самой укладки смеси.

Известны разравниватели, которые применялись для разравнивания материала дорожного покрытия, укладываемого на поверхность. Недостатком известных разравнивателей является то, что они не позволяют хорошо распределить холодную смесь и/или смесь, не содержащую растворитель, и они могут быть достаточно вязкими. При укладке таких смесей разравниватели захватывают со сгребанием эту смесь по мере ее укладки.

Обычные регулирующие механизмы, применяемые для разравнивателей, которые могут быть либо ручными, либо электронными, изменяют угол наклона или угол набегания разравнивателя, но при этом не осуществляет поднимание разравнивателя. В этом случае для продолжения процесса укладки с целью получения плоской поверхности дороги в том случае, когда происходит увеличение жесткости смеси, укладываемой в виде дорожного покрытия, должна быть уменьшена скорость продвижения разравнивателя вперед или же должно быть произведено регулирование разравнивателя. Но даже в этом случае не удается достичь необходимых эксплуатационных качеств дорожного покрытия, подвергнутого отделке.

Подъемные цилиндры осуществляют регулировку давления сверху вниз, оказываемого разравнивателем, и осуществляют его подъем для приведения в движение. После поднимания разравнивателя при помощи цилиндров, он «плавает» на поверхности, оказывая давящее усилие, направленное вниз, под собственным весом. Он «плавает» на смеси, укладываемой в качестве дорожного покрытия, вследствие воздействия силы, направленной вверх, которая создается смесью, чего не происходит в суспензии.

Некоторые разравниватели регулируются вручную в зависимости от изменений профиля дороги. Однако это регулирование, производимое с задержкой, приводит лишь к еще большим изменениям профиля дороги, что в свою очередь, приводит к образованию сильно приподнятых участков и выбоин на дороге.

В связи с этим возникает необходимость в устройстве для разравнивания участков, на которых находится смесь, укладываемая на низких и высоких отрезках профиля дороги. В частности, это устройство должно обладать значительно большей восприимчивостью к изменениям профиля дороги, чем обычно применяемое устройство.

Краткое изложение сущности изобретения

Целью настоящего изобретения является создание машины для укладки асфальтовых смесей, обладающих высоким модулем, для образования поверхности дорожного покрытия, обладающего необходимыми и более высокими эксплуатационными качествами.

Другой целью настоящего изобретения является создание машины, позволяющей измерять профиль дороги с тем, чтобы можно было регулировать отвал машины для образования более плоской поверхности дороги.

Еще одной целью настоящего изобретения является создание машины, снабженной отвалом, который является более управляемым в зависимости от изменений профиля дороги с тем, чтобы можно было устранять ухабы и дефекты поверхности дороги путем выравнивания.

Согласно настоящему изобретению вышеупомянутые и другие цели изобретения достигаются за счет создания машины, применяемой для укладки на поверхность дороги асфальтовых смесей, обладающих высоким модулем. Эта машина содержит профилирующий нож для срезания со сдвиганием асфальтовой смеси до необходимой толщины, цилиндры для поднимания и опускания отвала в зависимости от изменений профиля поверхности, а также по меньшей мере один генератор сигналов, связанный с цилиндрами и приспособленный для генерирования сигнала, характеризующего профиль поверхности, а также по меньшей мере один приемник сигналов, связанный с генератором сигналов и цилиндрами. Вышеупомянутая машина, снабженная отвалом, соединена с машиной-двигателем. Приемник срабатывает для приведения в действие неконтактного устройства управления по сигналу, принимаемому из генератора сигналов. Нож поднимается и опускается по сигналам, генерируемым генератором сигналов в зависимости от изменения профиля поверхности.

Другие цели, преимущества и новые признаки настоящего изобретения излагаются ниже в описании изобретения и будут понятны специалисту в данной области техники при изучении нижеследующего описания или могут быть понятны из практики применения изобретения.

Краткое описание чертежей

Сущность изобретения поясняется прилагаемыми чертежами, которые являются частью описания изобретения и должны истолковываться применительно к этому описанию и в которых одни и те же ссылочные номера применяются для обозначения одних и тех же деталей и узлов в различных проекциях на нижеследующих чертежах.

На Фиг.1 изображена машина согласно настоящему изобретению в аксонометрии;

На Фиг.2 - в аксонометрии изображено дополнительное устройство управления отвалом согласно настоящему изобретению, которое является частью машины, показанной на Фиг.1;

Фиг.3 - вид сзади с вертикальным разрезом дополнительного устройства, показанного на Фиг.2;

Фиг.4 - вид сверху дополнительного устройства, показанного на Фиг.2;

Фиг.5 - вид в поперечном разрезе дополнительного устройства, показанного на Фиг.2, по линии А-А Фиг.2;

Фиг.6 - вид в поперечном разрезе машины, показанной на Фиг.2, по линии В-В Фиг.2; и

Фиг.7 - блок-схема, поясняющая процесс обработки генерируемых сигналов, которые подаются на машину, согласно настоящему изобретению.

Подробное описание предпочтительного варианта осуществления изобретения

Как показано на Фиг.1, машина для укладки материала дорожного покрытия на поверхность грунта обозначена позицией 1. Машина 1 содержит дополнительное устройство 2, соединенное с машиной-двигателем 3. Направление перемещения машины 1 показано стрелкой 4. Машина-двигатель 3 содержит бункер 5, предназначенный для материала-заполнителя и расположенный в передней части машины. Бункер 5 соединен с шасси 6 машины-двигателя 3. На Фиг.1 показаны только отдельные части шасси 6. Колеса 7 также соединены с шасси 6. На чертеже также показана платформа 8, которая несет на себе сиденье 9 и ограждение в виде перил 10, причем опорой для этой платформы является шасси 6 машины-двигателя. Рулевое колесо 11 соединено с колесами 7 и позволяет водителю-оператору, сидящему на сиденье 9, контролировать направление, в котором движется машина-двигатель 3. Ступенчатая лестница 12, опорой для которой также является шасси 6, ведет к платформе 8. Двигатель (на чертеже не показан) машины-двигателя 3, расположен сзади панелей 13, которые обеспечивают доступ к двигателю. Машина двигатель 3 снабжена второй ступенчатой лестницей 14, которая ведет к задней платформе 15. Задняя платформа 15 обеспечивает доступ для второго оператора к остальным органам управления для осуществления движения машины-двигателя и дополнительного устройства, соединенного с машиной-двигателем.

Транспортер 16 для материала-заполнителя осуществляет подачу материала-заполнителя из бункера 5 ко второму бункеру 17. На чертеже показан материал-заполнитель 18, поступающий в бункер 17. Питающий бункер 19 для тонкоизмельченных материалов соединен с задней частью бункера 17. Резервуар для эмульсии/воды, установленный на машине, на чертеже не показан. Материал-заполнитель и эмульсия смешиваются вместе, и добавляемый такой тонкоизмельченный материал, как цемент и/или известь, подаваемый из бункера 19, может быть добавлен к смеси перед тем, как смесь будет распределена на поверхности. С помощью мешалки 20 асфальтовая смесь распределяется перед шнеком дополнительного устройства 2.

Как показано на Фиг.2-4, дополнительное устройство 2 содержит вертикальные опоры 21, которые соединены вместе с поперечинами 22. Перекладины 23 служат в качестве конструкционной опоры между поперечинами 22. Цилиндры 24 соединены с вертикальными опорами 21 с помощью кронштейнов 25 на каждом конце. Противоположные концы цилиндров 24 соединены посредством кронштейнов 26 с шарнирными рычагами, в каждом из которых имеется изгиб. Каждый шарнирный рычаг 27 соединен с вертикальной опорой 21 с помощью многоболтового шарнира 28. Шарнирный рычаг 27 может регулироваться за счет прикрепления его к опоре 21 с использованием различных отверстий в шарнире 28, что позволяет изменять угол набегания дополнительного устройства 2 по отношению к поверхности грунта. Противоположный конец каждого шарнирного рычага соединен с рамой 29.

Рама 29 соединена с коробками передач 30 на каждой из ее боковых сторон. Коробки передач 30 опираются на лыжи 31 с помощью L-образных кронштейнов 32, как лучше всего показано на Фиг.5. Вал 33 соединен с коробками передач 30 и приводится во вращение с помощью двигателя 34, как лучше всего показано на Фиг.2-4. Шнек 35 окружает вал 33 и поворачивается по мере вращения вала. Центральная опора 36 помогает удерживать вал 33. Кронштейн 37 соединен с рамой 29 и шасси 6. Сигнальные блоки 38 простираются от кронштейнов 37. В предпочтительном варианте эти сигнальные блоки 38 содержат множество датчиков 39. Датчики 39 показаны на Фиг.6. Как показано на Фиг.6, нижняя часть сигнального блока открыта с тем, чтобы датчики 39 могли посылать сигналы к поверхности, на которой происходит укладка материала дорожного покрытия.

Отвал 40 соединен с рамой 29. Отвал состоит из контурной пластины 41 и профилирующего ножа 42. Изнашивающееся профилирующее лезвие 43 прикреплено с помощью зажимов к профилирующему ножу 42. В предпочтительном варианте отвал 40 должен находиться на расстоянии не более 5 футов (1,52 м) от мешалки 20. Цилиндры 24 поднимают или опускают отвал 40 по сигналам, принимаемым датчиками 39. Цилиндры 24 могут также изменять угол набегания отвала 40.

Рама 29, вал 33, шнек 35 и отвал 40 могут выдвигаться практически в перпендикулярном направлении к перемещению (машины) с тем, чтобы можно было осуществлять распределение и разравнивание большего количества асфальтовой смеси за одно прохождение. В частности, вал 33 содержит вал 33а, который телескопически соединен с валом 33b. Первая пара валов 33а и b располагается на одной стороне центральной опоры 37, а вторая пара валов 33а и 33b располагается на противоположной стороне центральной опоры. Шнек 35 содержит шнеки 35а и 35b, которые разделяются по мере выдвигания валов 33а и 33b. Как показано на Фиг.5 и 6, отвал 40 содержит отвал 40а и отвал 40b, которые перекрывают друг друга в различных соотношениях в зависимости от того, насколько выдвигается вал 33. Телескопическое перемещение рамы 29 лучше всего показано на Фиг.5 и обозначено позициями 29 и 29b.

Как показано на Фиг.5, в каждой коробке передач 30 имеется ведущее зубчатое колесо 44, которое соединено с зубчатым колесом 45 шнека посредством цепи 46. Зубчатое колесо шнека вращает вал 33, в результате чего происходит вращение шнека 35 и происходит распределение асфальтовой смеси. Цилиндры 47 соединены с лыжами 31 на одном конце и с кронштейном 48 на другом конце. Кронштейн 48 несет пластину 49. Пластина 49 соединена с коробкой 30 посредством винтов 50. Цилиндр 47 обеспечивает давление, необходимое для удерживания лыж 31 на поверхности, на которой происходит укладка асфальтовой смеси.

Коробки передач 30 служат для того, чтобы асфальтовая смесь не выходила за боковые стороны дополнительного устройства 2. В предпочтительном варианте дополнительное устройство 2 содержит более одного сигнального блока на каждой боковой стороне коробки передач 30. Например, согласно одному из вариантов осуществления изобретения, дополнительное устройство 2 содержит три сигнальных блока, как показано на Фиг.1. Кроме этого, в предпочтительном варианте, каждый сигнальный блок 38 содержит множество датчиков 39, которые генерируют и принимают сигналы. В наиболее предпочтительном варианте каждая коробка содержит по меньшей мере пять сонарных датчиков (датчиков звуковой локализации). Коробка 38 имеет открытую нижнюю часть, что позволяет посылать сигнал с датчиков 39 для определения профиля поверхности, на которой происходит укладка асфальтовой смеси. Датчик 39 затем принимает сигнал по сигналу, который был послан, и этот сигнал подвергается обработке. Клапан управления соединен с коробкой передач 30 и цилиндром 24 и перемещает отвал 40 по сигналам, поступающим с датчиков 39.

На Фиг.7 показана блок-схема, поясняющая, каким образом осуществляется процесс управления отвалом 40 при помощи датчиков 39. Сигнал генерируется блоком, состоящим из генератора сигналов 51. Этот сигнал посылается на блок 52, состоящий из приемника/процессора. Блок 52, состоящий из приемника/процессора, посылает сигнал на блок 53, состоящий из клапана управления, где происходит управление блоком 54, состоящим из цилиндров. В предпочтительном варианте блок 53, состоящий из клапана управления, содержит сервоклапан. Блок 54, состоящий из цилиндров, затем осуществляет перемещение блока 55, состоящего из отвала.

В предпочтительном варианте разнос сонарных датчиков не должен быть более 12 футов (3,65 м) в направлении перемещения (машины). Более того, каждый из сонарных датчиков должен находиться в пределах, примерно, 2 футов (0,6 м), от боковых сторон машины. В предпочтительном варианте любые сигналы, которые усредняются по отношению друг к другу, должны быть в пределах 14 дюймов (35,56 см) на единицу, а сигналы, которые усредняются между единицами, должны быть в пределах 25 футов (7,62 м) друг от друга. Сигналы могут быть подвергнуты сравнению по фиксированной базовой линии.

Вместо отвала 40 может быть применено любое другое срезающее устройство. Срезающее устройство может содержать приспособления, которые имеют меньшую площадь контактирования с поверхностью, чем разравниватель, но при этом могущие осуществлять срезание укладываемой асфальтовой смеси. В предпочтительном варианте срезающее устройство представляет собой отвал, который имеет вогнутую поверхность в направлении перемещения машины. Вместо цилиндров может быть применено любое неконтактное устройство управления. Например, в качестве неконтактного устройства управления может быть применена система шкивов. В предпочтительном варианте неконтактное устройство управления содержит 2 гидравлических цилиндра двунаправленного действия.

Смесь 56, применяемая в качестве материала дорожного покрытия, укладывается в виде слоя толщиной 3/8 - 3¹ /₂ дюйма (9,525 мм - 8,89 см). Срезающее устройство может быть установлено под углом 60°-120° к поверхности, на которой происходит укладка материала дорожного покрытия. В предпочтительном варианте срезающее устройство наклоняется при срезании слоя укладываемого материала дорожного покрытия таким образом, чтобы материал дорожного покрытия укладывался к краю дороги с целью обеспечения дренажа. В предпочтительном варианте срезающее устройство представляет собой отвал, который имеет вогнутую поверхность в направлении перемещения машины. Срезающее устройство должно находиться в пределах 6 дюймов (15,24 см) от шнека. В предпочтительном варианте в пределах 3 дюймов (7,62 см) от шнека. В наиболее предпочтительном варианте шнек располагается в пределах 1 дюйма (2,54 см) от срезающего устройства.

Во время работы машина-двигатель 3 перемещается вперед в направлении стрелки 4. С помощью машины-двигателя 3 материал дорожного покрытия 56 подается на поверхность дороги. Дополнительное устройство 2, расположенное позади машины-двигателя 3, перемещается в направлении стрелки 4. По мере продвижения вперед машины-двигателя датчики 39 посылают сигналы к поверхности дороги для измерения ее профиля. В предпочтительном варианте сигнальные блоки 38, содержащие датчики 39 на обеих коробках передач 30, позволяют производить измерение центральной части дороги и края дороги. В предпочтительном варианте на каждой стороне имеется множество сигнальных блоков, которые позволяют измерять появляющиеся по мере продвижения машины изменения профиля дороги, причем результаты этих измерений могут быть подвергнуты усреднению таким образом, чтобы можно было осуществлять постепенное профилирование наклонных участков поверхности. Сигналы, принимаемые с датчиков, передаются на приемник сигналов, в котором происходит усреднение множества сигналов. При необходимости, эти сигналы могут повергаться усреднению с получением взвешенного среднего значения. Приемник затем посылает сигнал на клапан управления (не показан), который управляет цилиндрами 24. Управление этим клапаном осуществляется с помощью сигналов, поступающих с датчиков 39. Цилиндры 24 перемещают отвал 40 вниз при нахождении отвала 40 над участком дороги, где имеется возвышение, для образования более плоской поверхности дороги. И, наоборот, при приеме сигнала о том, что на участке дороги имеется выбоина, на клапан управления цилиндром 24 может быть послан сигнал для того, чтобы можно было поднять отвал 40 вверх для заполнения выбоины. Отвал 40 может мгновенно перемещаться по мере перемещения машины-двигателя 3 и в зависимости от изменения профиля поверхности, на которой происходит укладка материала дорожного покрытия. В отличие от разравнивателей отвал 40 постоянно находится в подвешенном состоянии. Машина согласно настоящему изобретению может быть остановлена и запущена в ход без того, чтобы на поверхности дороги происходило образование выбоин.

С помощью приемника осуществляется регулирование высоты и наклона отвала в зависимости от профиля поверхности, который измеряется при помощи датчиков. В зависимости от профиля поверхности, на которой происходит укладка материала дорожного покрытия, происходит мгновенное поднимание и опускание отвала в той мере, насколько это необходимо. Кроме этого, предусмотрен дополнительный вариант, когда управление отвалом может осуществляться в ручном режиме при условии прекращения генерирования сигналов.

На основании вышеописанного становится ясно, что это изобретение в полной мере отвечает всем целям и задачам всего изложенного выше в данном описании наряду с другими преимуществами, которые являются очевидными и которые являются неотъемлемой частью сущности изобретения.

Так как настоящее изобретение может иметь различные варианты осуществления изобретения, лежащие в объеме заявленного изобретения, становится понятно, что все изложенное в данном описании или показанное на прилагаемых чертежах, должно истолковываться как иллюстративный материал, а не в ограничительном смысле.

В то время, как были показаны и рассмотрены конкретные варианты осуществления настоящего изобретения, само собой разумеется, что могут быть осуществлены различные модификации, и изобретение не ограничивается конкретными формами или схемами расположения узлов и деталей, а также операциями, приведенными в настоящем описании, за исключением тех случав, когда такие ограничения включены в нижеследующую формулу изобретения. Кроме этого, становится понятным, что определенные отличительные признаки и комбинации, представляющие собой часть другой более широкой комбинации, обладают полезностью и могут быть использованы без ссылки на другие отличительные признаки и комбинации, представляющие собой часть другой более широкой комбинации. Это предполагается объемом, соответствующим формуле изобретения, и входит в объем, соответствующий формуле изобретения.