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Maschine zum Glätten der Oberfläche von Betondecken
Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Glätten der Oberfläche von Betondecken, mit einer auf die Oberfläche eines frisch aufgetragenen Betonbelages aufsetzbaren, drehbar angetriebenen Arbeitsplatte und einer auf dieser angeordneten Vorrichtung zur Erzeugung von Schwingungen der Arbeitsplatte.
Bei diesem bekannten Gerät erfolgt der Antrieb der zur Erzeugung der Schwingungen an der Arbeitsplatte angeordneten Exzenterwelle über ein an den Hauptantrieb der Maschine zuschaltbares Planetengetriebe und je einen zwischengeschalteten Riementrieb. Ein wesentlicher Nachteil dieser Ausführung besteht in der vielteiligen und komplizierten Konstruktion und in der fehlenden Regelbarkeit des Antriebes der Exzenterwellen. Der Bedienungsmann der Maschine hat daher grosse Schwierigkeiten, Betonbeläge ungleichmässiger Beschaffenheit zu glätten und zu homogenisieren. Bei diesen bekannten Maschinen, die vielfach von Elektromotoren angetrieben werden, besteht überdies der Nachteil der Abhängigkeit von einer Stromquelle an der Baustelle.
Betonflächenglättmaschinen dieser Art fanden ausgedehnte Verwendung und wurden mit der Zeit durch den Zubau verschiedener Hilfsgeräte, wie z. B. von Drehzahlregelwiderständen bei elektrischen Rüttelvorrichtungen sowie von derselbenAntriebsmaschine betätigtenSchnellrüttlern verbessert. Mit den bekannten Vorrichtungen wurde das Ziel verfolgt, Beton in verhältnismässig nassem Zustand auftragen zu können, der sich zur Herstellung eines gleichmässigen Belages von grosser Stärke nicht eignet, indem man dem Gemisch soweit als möglich seinen Wassergehalt entzog, worauf der getrocknete Beton mit der Glättmaschine nachbearbeitet wurde. Diese Methode versagt jedoch, wenn schon von vornherein eine verhältnismässig trockene Betonunterlage vorliegt.
Schwierigkeiten ergeben sich auch bei Betondecken ungleichmässiger Beschaffenheit, bei denen neben verhältnismässig feuchten Zonen auch ganz trockene Stellen vorhanden sind, eine Erscheinung, die auf die örtlich unterschiedliche Ablagerung der Zuschlagstoffe und deren Korngrössen an verschiedenen Stellen zurückzuführen ist, welche Zuschlagstoffe die Eigenschaft besitzen, mehr oder weniger Wasser aufzuspeichern. Wird nun das Wasser auf der Betonunterlage vor der Verwendung der Flächenglättmaschine entfernt, wie dies nach einer bekannten Methode der Fall ist, so bleiben manche Stellen viel zu trocken, um dort eine glatte Oberfläche zu erzielen. Ausserdem führen Stärkeunterschiede der Betonlage zu unterschiedlichen Trocknungsgraden.
Die Behandlung solcher ungleichmässiger Betondecken führt daher mit den bisher bekannten Glättmascl1inen nicht zum erwünschten Erfolg. Dies ist auch zum Teil darauf zurückzuführen, dass es für den Bedienungsmann der Maschine auch beim Vorhandensein eines Drehzahlreglers schwierig ist, das richtige Verhältnis zwischen der Drehzahl und der Schwingungsfrequenz der Arbeitsplatte zu bestimmen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Betonflächenglättmaschine zu schaffen, die sich selbsttätig zu gleichförmiger Behandlung zur Nachbearbeitung verhältnismässig nasser und trockener Stellen auf der gesamten Bodenoberfläche einstellt. Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäss vorgesehen, dass die Arbeitsplatte von einer an der Maschine angebrachten, von Hand drehzahlregelbaren Brennkraftmaschine angetrieben ist, und die Vorrichtung zur Schwingungserzeugung aus mindestens einem elektrisch betriebenen Vibrator besteht, der an einen von der Brennkraftmaschine angetriebenen Gene-
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rator angeschlossen ist und dessen Schwingungsfrequenz der Drehzahl der Brennkraftmaschine proportional ist. Eine solche Maschine ist einerseits vom Netz völlig unabhängig und lässt sich anderseits in sehr einfacher Weise von Hand regeln.
Dabei besteht nicht nur die Möglichkeit, die Drehzahl der Arbeitsplatte und die hiezu proportionale Drehzahl der Vibratoren entsprechend dem jeweiligen Zustand des Betonbelages zu regeln, sondern auch den Vibratorantrieb abzuschalten bzw. in Sonderfällen auch das Verhältnis der Drehzahl der Arbeitsplatte und der Schwingungsfrequenz des Vibrators bedarfsgemäss zu variieren.
Das Glätten sehr trockener Betonstellen erfordert dabei eine Erhöhung der Motordrehzahl, mit der dann aber auch eine Steigerung der Vibrationsenergie verbunden ist. Dadurch gelingt es, Wasser an die Oberfläche sogar sehr trockener Stellen zu drücken. Dabei entsteht eine pastöse Betonoberflächenmasse, welche bei der Glättarbeit als Schmiermittel dient, so dass also auch trockene Stellen des Belages eine glatte homogenisierte Oberfläche erhalten. Verhältnismässig nasse Stellen werden hingegen mit reduzierter Arbeitsgeschwindigkeit behandelt, um ein Einsacken der Maschine zu verhindern.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist jeder Vibrator eine exzentrisch umlaufende Unwucht auf, die von einem in Abhängigkeit von der mit der Drehzahl der Brennkraftmaschine veränderlichen Generatorspannung gespeisten, drehzahlregelbaren Elektromotor angetrieben ist. Diese Ausführung zeichnet sich durch ihren einfachen Aufbau und ihre hohe Betriebssicherheit aus.
Erfindungsgemäss ist es besonders vorteilhaft, wenn der Generator als Gleichstromgenerator und der Elektromotor als Gleichstrom-Reihenschlussmotor ausgebildet ist. In diesem Falle besteht die Möglichkeit einer Veränderung des Drehzahlverhältnisses des Hauptantriebes und des Vibratorantriebes.
Erfindungsgemäss ist es aber auch möglich, den Generator als Wechselstromgenerator und den Vibrator als elektromagnetische Vorrichtung mit einer von der Generatorfrequenz abhängigen Vibrationsfrequenz auszubilden. Der besondere Vorteil dieser Ausführung besteht in der Wartungsfreiheit und hohen Lebensdauer von Wechselstromgeneratoren.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die Generatorspannung auf den Vibrator über einen Schleifring übertragen. Diese Art der Energieübertragung ist somit wesentlich einfacher als der bei bekannten Konstruktionen vorgesehene mechanische Antrieb der Vibratoren über ein vorgeschaltetes Planetengetriebe.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert : Es zeigen Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemässen Bodenglättmaschine, Fig. 2 eine andere Seitenansicht derselben Maschine, teilweise im Schnitt, Fig. 3 eine vergrösserte Schnittdarstellung einer Einzelheit der Maschine nach Fig. 1 und 2 und Fig. 4 das Prinzipschaltbild der elektrischen Anlage dieser Maschine.
Die Maschine zum Glätten der Oberfläche von Betondecken nach Fig. 1 und 2 besitzt eine drehbare Arbeitsplatte--10-, dievoneinemBenzinmotor--ll- mit einer Drehzahl von etwa 50 bis 300 Umdr/min in Drehung versetzt werden kann. Die etwa 1500 bis 4500 Umdr/min betragende Motordrehzahl wird über ein Getriebe --20--, das über eine Riemenscheibe --21-- mittels Riemen von der Rie- menscheibenwelle --2-- des Motors.. -ll-- angetrieben wird, auf die vorgenannten Drehzahlen herabgesetzt. In den Antrieb ist eine Kupplung --23-- eingeschaltet, welche beim Überschreiten einer vorbestimmten Drehzahl selbsttätig einkuppelt.
Die Arbeitsplatte --10-- trägt drei elektrisch betriebene Vibratoren --12--, welche in der Lage sind, Vibrationen in einem Frequenzbereich zwischen etwa 3600 und 12000 Umdr/min zu erzeugen.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel besteht jeder dieser Vibratoren --12-- aus einem Gleichstrom- - Reihenschlussmotor, der eine innenliegende, exzentrisch umlaufende Unwucht aufweist.
Um die hochfrequenten Vibrationen vom Benzinmotor fernzuhalten, sind zwischen die
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geschaltet.
An der Maschine sind schräg nach aufwärts führende Rohre --16-- angeordnet, welche einen Griff (nicht dargestellt) zum Führen der Maschine durch den Bedienungsmann tragen. Von diesem Griff aus ist die Drosselklappe des Motors --11-- über einen Bowdenzug --17-- betätigbar Die Steuerung der Vibratoren --12-- erfolgt gleichfalls vom Griff aus über Steuerleitungen-IS-.
Auf einer Grundplatte-26--, welche den Motor--1]-trägt, ist ein Gleichstromgenerator-25- befestigt, welcher eine Riemenscheibe --27-- trägt, die von einer an dem der Riemenscheibe --28-gegenüberliegenden Ende der Welle--22-- des Motors angeordneten Riemenscheibe --29-- durch einen Riemen angetrieben ist. Dieser Generator --25- liefert die zum Betrieb der Vibratoren-12-erfor-
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derliche variable Gleichspannung. Der Betrieb der Vibratoren --12-- ist daher, im Gegensatz zu bekannten Maschinenausführungen, bei denen die Stromversorgung von einer entfernt liegenden Stromquelle über ein Verbindungskabel erfolgt, von einer fremden Stromquelle völlig unabhängig.
Die Vibratoren --12-- sind durch ein kurzes Kabel über einen Stecker --30-- mit einer ringförmigen Stromabnahmevorrichtung --31-- verbunden. Die Stromabnahmevorrichtung --31-- besteht aus einem mit dem oberen Teil der Maschine drehfest verbundenen Isolierring --47--, welcher an der unteren Stirnseite zwei konzentrische Schleifringe --41 und 42-trägt. Diese Schleifringe sind jeweils über ein Kabel--49--und eine am Ring --47-- angeordnete Klemmschraube --48-- mittels nicht dargestellter Verbindungsleitungen mit einem Pol des Generators --25-- verbunden. Unterhalb des Isolierringes-47-ist koaxial zu diesem eine Isolierscheibe --40-- angebracht, welche mit der drehbaren Arbeitsplatte --10-- fest verbunden ist.
In zwei Bohrungen der Isolierscheibe --40-- sind Schleifbürsten - 43 und 44-- angeordnet, welche den Generatorstrom von den Schleifringen --41 und 42-- abnehmen und über Klemmschrauben --45 und 46-- und die erwähntenAnschlussstecker --30-- an die Vibratoren - -12-- weiterleiten.
Wie auf dem Schaltbild in Fig. 4 ersichtlich, ist somit jeder der drei Vibratoren --12, 12', 12"-- über einen Stecker --30-- und Schleifringe --41, 42-- sowie einen Handschalter --30-- an den Gene- rator --25-- anschliessbar.
Infolge dieser elektrischen Kopplung ist die Schwingungsfrequenz der Vibratoren --12, 12', 12"-der Drehzahl der Brennkraftmaschine und damit auch der Drehzahl der Arbeitsplatte --10-proportional. Dabei wird davon Gebrauch gemacht, dass bei einem Gleichstromreihenschlussmotor sich die Drehzahl mit der Spannung ändert. Die Vibrationsenergie kann in Kilogramm angegeben werden, und wenn die Drehzahl des Motors zunimmt, erhöht sich auch die Anzahl der Schwingungen, um dementsprechend die Vibrationsenergie in einem typischen Verhältnis, wie im folgenden beispielsweise angegeben, zu steigern :
Volt Frequenz kg
70 5000 43
95 7000 81, 5
115 9000 136
130 11000 204
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel und es sind zahlreiche Abwandlungen in der Gestaltung der Oberflächenglättmaschine möglich.
So kann beispielsweise an Stelle eines Gleichstromgenerators auch ein Wechselstromgenerator verwendet werden, wobei die Vibratoren als elektromagnetische Vorrichtungen ausgeführt sind. Die Schwingungsamplitude wie auch die Frequenz solcher Vibratoren schwankt mit der Drehzahl der Antriebsmaschine.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Maschine zum Glätten der Oberfläche von Betondecken, mit einer auf die Oberfläche eines frisch aufgetragenen Betonbelages aufsetzbaren, drehbar angetriebenen Arbeitsplatte und einer auf dieser angeordneten Vorrichtung zur Erzeugung von Schwingungen der Arbeitsplatte, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsplatte von einer an der Maschine angebrachten, von Hand drehzahlregelbaren Brennkraftmaschine angetrieben ist und die Vorrichtung zur Schwingungserzeugung aus mindestens einem elektrisch betriebenen Vibrator besteht, der an einen von der Brennkraftmaschine angetriebenen Generator angeschlossen ist und dessen Schwingungsfrequenz der Drehzahl der Brennkraftmaschine proportional ist.