Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Betonbahnen Die Erfindung bezieht. sieh auf ein Ver lahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Betonbahnen unter Anwendung des Vi- brationsprinzips.
Die für diese Zwecke bisher bekannten Verfahren und Einrichtungen kennzeichnen sich durchweg dadurch dass die Schwingungen über eine in sich geschlossene, das heisst un unterbrochene Fläche, die sowohl eben als t auc -li gewölbt, oder kurvenförmig ausgebildet sein kann, auf die zii verdichtende Beton- seliielit übertragen werden.
Es wurde nun in umfassenden Versuchs reihen das Verhalten des Betons beim Über gang von Verdichtungselementen mit ge schlossener Arbeitsfläche untersucht und da bei folgendes festgestellt Die auf den Strassenuntergrund frisch < < ufgeschiittete Betonmischung ist. alles andere als ein in seinen physikalischen Eigenschaften homogener Körper, sondern teils eine ehemi- sche Verbindung, teils ein Gemisch aus einer Reibe von Stoffen, nämlich Mineralien, Was ser und Luft, die sieh unter dem durch die Vibrationseinriehtung ausgeübten Druck ganz unterschiedlich verhalten.
Die im frischen Beton eingeschlossenen wässrigen Teile der Mischung sowie die Luftteilchen haben zur Folge, dass die Betonschielit während der Vibrationsbehandlung jedem Druckimpuls elastisch ausweicht und wieder zurückfedert, sobald der Druck aufgehört hat. Das Ausmass dieser Rückfederung ist in hohem Masse ab- hängig vom Wassergehalt der betreffenden Betonmischung.
Dieser -\V assergehalt schwankt wiederum von einer Mischungscharge zur andern, einmal weil eine absolut exakte, das heisst. völlig gleichmässige Dosierung der Was sermengen im praktischen Betrieb auf grössere Schwieügkeiten stösst und zum andern, weil schon der natürliche Feuchtigkeitsgehalt der Ausgangs- und Zuschlagstoffe, das heisst ihr Zustand vor dem Zuteilen von Wasser, von Charge zu Charge ebenfalls Schwankungen unterworfen ist.
Abgesehen davon sind in einem Materialhaufen, dessen Verarbeitung ja stets in mehreren Chargen erfolgt, die intern Schichten feuchter als die obern, so dass sich also auch schon hieraus Schwankun gen des Wasserfaktors der fertigen Mischung ergeben. Infolgedessen lässt sieh auch bei Ver wendung ganz exakt. arbeitender Wasser-Zu- messeinrichtungen kein gleichmässiger Wasser gehalt der einzelnen Mischungschargen einer Betondecke erzielen.
Aus den obigen Darlegungen ergibt sich also, dass die auf den Strassenuntergrund auf- 1.
gebrachten Betonmischungen infolge ihres un- tersehiedlichen Wassergehaltes nach dem Übergang des Strassenfertigers verschieden stark zurückfedern, wodurch sich wiederum Höhenunterschiede der Betondecke ergeben.
Zur Beseitigung dieser Höhendifferenzen wer den den Fertigern üblicherweise Glättele- mente naehgesehaltet. Diese besitzen entweder eine kufenförmig gerundete oder eine ebene Arbeitsiläche. Im ersten Falle besteht die Ge- fahr, dass das Glättelement auf Höhendiffe renzen auffährt und über diese hinwegrutscht. Im zweiten Falle besteht die Gefahr, dass der Beton zwar auf gleiche Höhe abgehobelt wird, wobei sieh indessen ein stellenweises Aufrei ssen der Betonoberfläche nicht vermeiden lässt.
Man hat die geschilderte, beim Übergang eines Vibrationskörpers auftretende Rück federung des Betons bisher auf zweierlei Arten zii beheben versucht, und zwar einmal durch sehr schmal ausgebildete Vibrierbohlen und ferner durch Vibriereinriehtungen, die während des Arbeitsganges in vergleichsweise langsamer Folge periodisch auf den Beton aufgesetzt. und alsdann mit einem Teil ihrer Verdichtungsfläche wieder von diesem abge hoben werden.
Durch dieses partielle Abheben wird dem in unmittelbarer Nähe der vibrie renden Arbeitsfläche befindlichen Beton die Möglichkeit zum Entspannen und damit ins besondere auch den eingeschlossenen Luftteil ehen Gelegenheit zum Herausplatzen gege ben.
Fertiger der zuletzt erwähnten Bauart haben sich in einer Vielzahl von Ausführun gen praktisch bewährt. Ein gewisser Übel stand dieser Einrichtungen besteht. jedoch darin, dass die nach dem Abheben freiliegen den Materialteilchen nicht in dem gleichen Masse von den Vibrationsschwingungen erfasst werden wie das in Kontakt mit. der Vibrier bohle befindliche Material.
Die in der Beton- inischung enthaltenen wässrigen Teile der Misehimg und die Luftteilchen haben nämlich in dem Augenblick, in dein der V ibrator auf der Betondecke aufliegt, das Bestreben, nach oben hin zu entweichen, werden aber daran durch die dicht aufliegende Arbeitsfläche des Vibrators gehindert. Erst beim anschliessen den Abheben des letzteren können sie nach aussen hin abwandern, dann aber ist die opti niale 'V irkung des Vibrationsvorganges schon abgelaufen.
Die Vibration selbst ist zwar noch gut. spürbar, und zwar infolge der unmittel baren Nähe des V ibrationsherdes, sie ist aber erheblich geschwächt.
Diese nicht voll befriedigenden Möglich keiten zur Entlüftung und Entwässerung der Betonsehieht während des Verdichtungsvor ganges (die neuzeitliche Strassenbautechnik erfordert. mehr und mehr eine sogenannte trockene Abglättung der Betonoberfläche) sind auch der Hauptgrund dafür, dass Beton decken bei starkem Gefälle, z. B. bei Berg strassen oder bei Seitenwänden von Kanälen, mit den bisher bekannten Fertigersystemen kaum erstellt werden können, da der Beton trotz der V erdiehtung noch so viel innere Feuchtigkeit und nicht entwichene Luft ent hält, dass er nach dein Übergang des Fertigers abrutscht.
Der Erfindung liegt. nun die Aufgabe zu grunde, die obengenannten Übelstände der bekannten Betonbahn-Herstellungsverfahren zu beheben und auch -unter schwierigen Ar beitsbedingungen eine einwandfreie Verdich tung und Abglättung von Betonbahnen zu ermöglichen.
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren wird dieses Ziel dadurch erreicht, dass die durch mindestens einen Vibrator erzeugten Schwingungen nicht. über eine in sich ge schlossene, sondern eine siebartig unterbro- ehene, im übrigen aber praktisch starr ausge bildete Arbeitsfläche mindestens eines Vibra- tionskörpers auf den Beton übertragen wer den.
Unter dem Begriff siebartig unterbro- eliene Arbeitsfläelie wird dabei ein starres, engmaschiges, gegen die Betonschicht anzu liegen bestimmtes Svstem verstanden, wie man es beispielsweise dadurch erhält, dass man eine Fläche mit dicht. beieinanderliegen- deri Durehbreehungen ausstattet.
Die Sieb öffnungen des Körpers können dabei in ihrem Querschnitt so klein gehalten sein, dass die Vibrationswirkung auf die -unter den Öffnun gen befindlichen Betonteilchen nahezu ebenso gross ist wie die Vibrationswirkung unter den Stegen zwischen den Öffnungen. Im prakti schen Falle wird nämlich die unter jeder Öff nung des Siebbodens befindliche Betonsehieht mir eine Oberfläche von wenigen Quadrat- millimetern besitzen, die ringsherum von Vi- brat.ionswirkung umgeben ist.
Infolgedessen kann man praktisch von einer gleichmässigen Vibration -unter der gesamten Arbeitsfläche des V ibrationskörpers sprechen.
Die während dieser Vibration aufsteigen den wässrigen Teile der Mischung sowie die t,uftteilchen haben durch die nebeneinander liegenden kleinen Öffnungen nunmehr die 11h-liehkeit, sieh zu entspannen und anschlie- 1;cnd aus der Betonschicht abzuwandern.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zeich net sieh dadurch aus, dass der Vibrationskör- per als Hohlkörper ausgebildet ist, dessen mit der Betondecke zusammenzuwirken bestimmte Ai-lieitsfläehe siebartige Öffnungen besitzt.
hehrere Ausführungsbeispiele der Vor richtung gemäss der Erfindung sind in der beigefügten Zeichnung schematisch veran schaulicht, an Hand welcher das erfindungs- tgeniässe Verfahren nachstehend beispielsweise erläutert wird.
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung in Seitenansicht.
Fig. \? stellt den Vibrationskörper der glei- ehen Vorrichtung im senkrechten Schnitt dar. Fig. 3 zeigt eine Ausführungsvariante der ,li-lieitsfläche des Vibrationskörpers im senk- reeliten Schnitt.
Fig. 4 ist eine Draufsicht zu Fig. 3 in @@ rösserem Abbildungsmassstab.
Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform der Vorrichtung in Arbeitsrichtung derselben gesehen und während der Herstellung einer Betonbahn mit seitlichem Gefälle.
Fig. 6 ist eine Draufsielit zu Fig. 5. Fi-. 7 und 8 veranschaulichen je ein wei teres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung in Scitenansieht.
Fug. 9 zeigt die Vorrichtung gemäss Fig. 8 in Draufsicht.
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zum Clerstellen einer Betonbahn 1 weist einen Fahrzeugrahmen \? auf, der mit Hilfe .von Rädern 3 in an sieh bekannter Weise auf Kchienen 4 fährt, welche zu beiden Seiten der leerzustellenden Betonbahn 1 angeordnet sind.
An der Kopfseite der Vorrichtung, welche in der durch einen Pfeil markierten Arbeitsrieh- tung voranläuft, ist eine in der Höhe verstell bare Abstreifeinrichtung 5 angeordnet, die sich quer über die ganze Arbeitsbreite der Vorrichtung erstreckt und dazu dient, die von Fall zu Fall unterschiedliche Schütthöhe der zu verdichtenden Betonschicht auszugleichen. Unterhalb des Fahrzeugrahmens 2 befindet sich ein V ibrationskörper 6, der durch nicht. dargestellte, elastisch nachgiebige Mittel mit dem Fahrzeugrahmen 2 verbunden ist.
Um dem Vibrationskörper 6 eine Rüttelbewegung zu erteilen, ist derselbe mit Vibratoren 7 be kannter Ausbildung versehen. Der Vibrations- körper 6 erstreckt sich ebenfalls über die ganze Arbeitsbreite der Vorrichtung. Am rückseitigen Ende der Vorrichtung ist in be kannter Weise ein Glättelement 8 zum Glät ten der erzeugten Betonbahn 1 vorhanden.
Gemäss Fig. 2 ist der Vibrationskörper 6 als Hohlkörper mit Siebboden 9 ausgebildet, so dass sich neben einer guten Stabilität auch gleichzeitig die Möglichkeit ergibt, ein Reser voir für die bei der Vibration freiwerdenden Flüssigkeitsteilchen zu schaffen, welch letztere sich als Wasserschicht oberhalb des Siebbodens 9 des Vibrationskörpers ansammeln. Der Sieb boden 9 ist praktisch starr ausgebildet und mit. Öffnungen 10 versehen, durch welche bei der Vibration Wasser und Luftteilchen aus dem Beton hindurchtreten können.
Durch am tiefsten Punkt der seitlichen Stirnflächen des Hohlkörpers 6 angeordnete Bohrungen 12 mit entsprechenden Rohranschlüssen kann man dann das in den Hohlraum eingedrungene Wasser an die Stellen ableiten, an denen es gerade erwünscht ist. Beispielsweise kann je eine Leitung 13 unmittelbar vor die Vorrich tung und eine weitere Leitung 15 hinter den Vibrationskörper 6 bzw. vor das nachgeschal tete Glättelement 8 geführt sein, während eine in der Zeichnung nicht sichtbare dritte Lei tung seitlich der Vorrichtung ausmündet.
Durch in diese Leitungen eingeschaltete Ab sperrhähne kann man das im Hohlkörper 6 anfallende Wasser so verteilen, wie es gerade nötig ist. -Man kann also beispielsweise eine gewisse unmittelbare Befeuchtung der Beton oberfläche vor dem Verdichtungsprozess oder vor dem Glättprozess erreichen, oder aber, auch die anfallenden Flüssigkeitsmengen so nach aussen hin ableiten, dass sie mit der Betondecke überhaupt nicht mehr in Berührmig kommen.
Um die wirksame Grösse der Sieböffnun gen des Vibrationskörpers den jeweils vorlie- -enden Bedingungen des Körpers anpassen zu können lind ein Verstopfen dieser Öffnungen durch erstarrte Betonmilch mit Sicherheit. zu verhindern, kann gemäss der in Fi-. 3 und 4 gezeigten Aiisführirgsvariante die Arbeits fläche des Vibrationskörpers aus zwei über einander angeordneten Siebblechen 9 und 1.6 mit gleichem Lochabstand bestehen.
Diese Bleche 9 und 16 können mittels einer Spindel oder durch andere bekannte Mittel relativ zueinander verschoben werden, so dass in der einen Endstellung der Siebbleche dieselben sämtliche Lochreihen gegenseitig nahezu über decken, wohingegen die Lochreihen in der andern Endstellung der Siebbleche mitein ander fluchten. Im normalen Betrieb werden die Bleche so zueinander gestellt, da.ss die Löcher sieh gegenseitig bis auf einen kleinen Spalt verdecken. Durch Verschieben des einen Bleches kann man dann die Spaltweite stu fenlos einregulieren und daher den Spalt z. B.
etwas vergrössern, falls es sich zeigen sollte, dass der Beton sich bei der gerade eingestell ten Spaltweite nicht genügend entspannt. So bald die Maschine angehalten wird oder vor erneuter Inbetriebnahme, verschiebt man die beiden Bleche mit Hilfe der Spindeln so zu einander, dass die Löcher miteinander fluch ten, das heisst in ihrer vollen Grösse zur Wir kung kommen. Dabei bröckelt die im vorher bestandenen schmalen Spalt verbliebene er starrte Betonmilch heraus wodurch die Sieb spalte gereinigt. werden und das Gerät wieder einsatzf'ä'hig ist.
Während der Vibrationsbe- wegtingen des Siebbodens tritt ein Verstopfen der Öffnungen mit Betonmilch erfahrungsge mäss nicht ein.
Bei dem erfindungsgemässen Verfahren handelt es sich letzten Endes sozusagen um ein Auspressen von Luft und Feuchtigkeit aus dem Beton unter Vibrationswirkung, im Gegensatz zu den bekannten Verfahren, bei denen nicht mehr als ein reines Komprimieren des Betons unter Vibrationsvvirkung vorge- nommen wird.
Infolgedessen kann es bei dem erfindungsgemässen Verfahren - wie bereits oben erwähnt. - unter Umständen von Vor teil sein, einen eventuellen zu grossen Verlust an Wasser durch Zuführung einer dosierten Menge dieses Wassers, beispielsweise vor das abschliessende Abglättelement 8, wieder aus- zugleiehen.
Wie sieh ohne weiteres ergibt, bewirkt das Auspressen des Betons unter Vibrationswir- kung eine Verdichtung des Betons bei prak tisch völliger Atssehaltung der Rückfederung. Wie Versuche gezeigt haben, treten nach dem Z'bergang des Vibratioriskörpers kaum noch durch Rüekfederaing des Betons hervorgeru- fene Höhenunterschiede an der auf. Beim Arbeiten im abschüssi- en Gelände, z.
B. bei der Herstellung von Bergstrassen oder von Kanalwänden, zeigt. sieh die vorteilhafte Wirkung des Auspressens des Betons besonders deutlich, indem der Be ton nach Ü ber-ang der Vorrichtung wenig Neigung zum Abrutschen in der Richtung des Gefälles zeigt.
Uni diesen Effekt zu unterstützen, sind beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 5 und 6 der Vibrationseinriehtimg in Arbeitsrieh- t.ung verlaufende, parallel zueinander liegende Trennbleelre 17 vorgeschaltet, die die in vergleichsweise schmale, streifen artige Zonen aufteilen und dadurch mit. abso luter Sicherheit ein Abrutschen des Betons in tiefere Lagen verhindern.
Die Vibrationsein- richtung besteht in diesem Fall aus einer über sämtliche Trennbleche hinwegreichenden V ibrierbohle 18, die an ihrer Unterseite kastenförmige, als hohle Vibrationskörper die nende Fortsätze 6a aufweist, die sieh ihrer seits zwischen die Trennwände setzen und die Vibrationen auf den Beton übertragen. Die Arbeitsfläche der breiten Vibrierbohle ist also mit. andern Worten so gestaltet, dass in ihr parallele Aussparum;
-en 19 entstehen, in die die Trennbleche 17 hineinragen.
Uin die in Richtung der Strassenbreite auf tretenden Höhendifferenzen der Betondecke vor dem Übergang des Vibrationskörpers bes ser als bisher ausgleichen zu können, ist. es vorteilhaft, das abzutragende und weitermi- schiebende Material nicht nur in Arbeitsrich- tinn, der Vorrichtung zu bewegen, sondern eine Teilmenge dieses Materials auch quer zu dieser Richtung zu schieben, so dass in dieser ldclitung auftretende Mengenunterschiede aus.-egliehen werden.
Hierbei kann diese Querriehtung mehrmals wechseln, um ein hohes CTleichmass dieses Vorganges zu errei chen.
Zu diesem Zweck ist beim Ausführungs beispiel gemäss Fig. 7 dem -#Tibrationskörper 6 eine Verteilerwalze 20, 21 vorgeschaltet, die in der Hauptsaelie aus einer sich drehenden Welle 20 und einer Anzahl am Umfang der Welle 20 befestigter Abstreifelemente 21 be steht.
Diese Abstreifelemente 21 bestehen aus einzelnen Flügeln (Paletten), die auf der Welle 20 je nach Bedarf entweder längs einer (geraden, einer oder mehrerer Schrauben linien oder auch in gemischter Anordnung angebraeht und dabei so ausgebildet bzw. be festigt sind, dass ihre arbeitende Kante schräg zur Längsachse der Welle 20 verläuft. Hier bei können die Paletten 21. z. B. mit gleicher Sehrägstellung auf einer oder auch mehreren leiehlaufenden Sehraubenlinien liegen. Sie fördern dann allerdings das überschüssige Haterial über die ganze Breite der Verteiler walze nur nach einer Richtung hin.
Soll da gegen die Transportrichtung des Materials während einer Umdrehung der Verteilerwalze über die ganze Walzenbreite hin mehrmals wechseln, so kann man dies leicht. dadurch erreichen, dass man die Paletten 21 auf zwei oder mehreren gleichlaufenden Schrauben linien anordnet und die Paletten der einen Seliraubenlinie gegen die Paletten der an dern Schraubenlinie um z. B. l80 versetzt an ordnet und ihnen ausserdem eine entgegen gesetzte Sehrä.gstellung gibt. In diesem Fall wird dann das Material durch die eine Palet tengruppe, z.
B. durchgehend nach rechts hin verschoben, durch die nächstfolgende, ent- ";egengesetzt schräggestellte Palettengruppe dagegen durchwegs nach links gefördert. Die Verteilerwirkung ist hier also besonders wirk- sani. In gewissen Fällen, beispielsweise beim Nivellieren, Egalisieren oder Profilieren von Strassendeeken aus zähem, das heisst also sehwer bewegbarem Material, kann es von Vorteil sein, der Drehbewegung der Verteiler walze 20, 21 noch eine Vibrationsbewegung zu überlagern. Zu diesem Zweck kann man längs der Verteilerwalze eine Anzahl von Vibrato ren, z.
B. Innenvibratoren (Tauchrüttler), be festigen. Nach der Inbetriebnahme dieser Vi- bratoren gerät die Verteilerwalze in Schwin gungen, die eine Auflockerung des Materials zur Folge haben Lind das zum Antrieb der Verteilerwalze erforderliche Drehmoment ganz erheblich herabsetzen. Um dabei die Bean spruchungen der Verteilerwalze möglichst klein zu halten, empfiehlt es sieh, diese Walze federnd, beispielsweise unter Zwischenschal tung von elastischen Gummipuffern oder der gleichen, am Maschinenrahmen 2 zu befesti gen.
In bezug auf die Wirkungsweise einer solchen Verteilervorrichtung wäre somit fol gendes zu erwähnen: Bei gleichartig schräggestellten Paletten 21 wird ein Teil des überschüssigen Materials der Strassendecke von Palette zu. Palette wei tergeschoben; es entsteht also eine kontinuier- liehe Materialbewegung über die ganze Breite der Verteilerwalze 20 21. Dieser Vorgang unterscheidet sich von der Arbeitsweise der bekannten Verteilerschnecken dadurch, dass hier nur ein Teil des Materials der vorerwähn ten Bewegung folgt, die Abstreifhöhe mithin nicht beeinträchtigt wird, während bei einer Verteilerschnecke eine genaue höhenmässige Abstreifung überhaupt nicht möglich ist.
Bei Anordnung von zwei Palettengruppen mit gegeneinander versetzten, in ihrer Schräg lage jeweils entgegengesetzt gestellten Paletten 2.1 wechselt die seitliche Bewegung des Mate rials ihre Richtung erst bei einem neuen Materialanhub. Die gleiche Materialmenge wird also, anders ausgedrückt, immer nur in der gleichen Richtung transportiert, während das anschliessend abgestreifte Materialquan tum in entgegengesetzter Richtung geschoben wird. Ausgehend von der Tatsache, dass sich bei einer mengenmässig genauen Zuteilung des Materials insgesamt weder ein Überschuss noch ein Unterschuss ergibt, dass ferner die Menge des ständig durch die Abstreifeinriclitung i-orwärtsbewegten Materialpolsters möglichst.
konstant bleiben soll, vermindert die vorge- sehlagene Einrichtung die Unterschiedlichkeit der vor dem Abstreifkörper nebeneinander liegenden Materialmengen ganz erheblich. Bei der Verwendung der vorbeschriebenen Ver teilerwalze 20, 21 wird also ein Grossteil der sonst für die Materialverteilung von Hand er forderlichen Arbeitskräfte eingespart. Im glei chen Masse entfällt auch die unerwünschte und unkontrollierbare Vorverdichtung des Betons, die bisher durch das ungleichmässige Festtreten desselben durch die Arbeiter be dingt -war.
N achdem sich bei Anwendung des beschrie benen Verfahrens gezeigt hat, da.ss Höhen differenzen in der Betondecke nach dem Pas sieren des Vibrationskörpers kaum noch auf treten, ergibt. sich nunmehr die 3vlögliclikeit, auf den Einbau besonderer Glättelemente 8 ganz zu verzichten und den Vibrationskörper 6 selbst als Glättelement zu verwenden.
Zu diesem Zweck werden ihm periodisch Hub- bewegungen quer zur Arbeitsrichtung der Vorrichtung aufgezwungen, wie in Fig. 9 durch Pfeile Q angedeutet. ist. Man kann auch, wie das Beispiel nach Fig. 8 und 9 zeigt., dem Vibrat.ionskörper 6 ein Abstreifelement ?? vorschalten, das quer zur Arbeitsrichtung der Vorrielitung hin und her schwingt und mit dem Vibrationskörper 6, z. B. in pendeln der Bewegung, verbunden ist.
Gemäss Fig. 8 ist das Abstreifelement 22 in der Höhe verstellbar. Das in Querrichtung zur Arbeitsrichtung schwingende Abstreifele- ment 22, das mit einem Hub von wenigen Zentimetern arbeitet, ist an seiner Kopfseite so ausgebildet, da.ss es den Beton kräftig mit schleppt. Zu diesem Zweck ist das Abstreif- element ?? auf seiner vordern Fläche mit.
einem Flacheisenkamni 23 versehen, welcher bei der Pendelbewegung des Abstreifelementes dessen Reibung zum Beton erhöht und letz- teren auf diese Weise bei der Pendelbewegung in Breitenrichtung der zu bauenden Beton- balin verteilt. Bei Verwendung des beschrie benen Abstreifelementes 2" reit dem Kamm 23 kann die vorher erwähnte Verteilerwalze 20, \_,'1 wegfallen.
Bei einem nicht dargestellten Ausfüh rungsbeispiel sind zwei V ibrationskörper hin tereinander angeordnet., welche sieh mit einem Hub von beispielsweise 10 ein gegenläufig be wegen, ähnlich wie die bekannten Pendel- g@ätter. In diesem Fall wird mit Vorteil der in Arbeitsrichtung vordere Vibrationskörper mit dem. Abstreifelement ?? versehen.
Die gegenläufige Bewegung der Vibrationskörper bringt den Vorteil., dass der seitliche Druck auf zu beiden Seiten der herzustellenden Be tonbahn verlaufenden Sehalungssehienen ?4 in erträglichen Grenzen gehalten -wird.
Method and apparatus for producing concrete sheets The invention relates to. see a method and apparatus for making concrete sheets using the vibration principle.
The methods and devices known so far for this purpose are characterized by the fact that the vibrations over a self-contained, i.e. uninterrupted surface, which can be either flat, curved or curved, on the zii compacting concrete be transferred seliielit.
The behavior of the concrete at the transition from compaction elements with a closed work surface was investigated in a comprehensive series of tests and the following was determined: The concrete mixture freshly poured onto the road surface was. anything but a homogeneous body in its physical properties, but partly a former compound, partly a mixture of a rubbing of substances, namely minerals, water and air, which behave very differently under the pressure exerted by the vibration device.
The aqueous parts of the mixture trapped in the fresh concrete as well as the air particles mean that the Betonschielit elastically evades every pressure pulse during the vibration treatment and springs back again as soon as the pressure has ceased. The extent of this springback depends to a large extent on the water content of the concrete mix concerned.
This water content, in turn, varies from one batch of mixture to another, once because an absolutely exact one, that is. Completely even dosing of the water quantities in practical operation encounters greater difficulties and, on the other hand, because the natural moisture content of the starting materials and additives, i.e. their state before the addition of water, is also subject to fluctuations from batch to batch.
Apart from that, in a heap of material, which is always processed in several batches, the internal layers are more humid than the upper ones, so that fluctuations in the water factor of the finished mixture result from this. As a result, you can look very precisely even when used. working water metering devices cannot achieve a uniform water content in the individual batches of a concrete ceiling.
From the explanations above it follows that the 1.
Due to their different water content, the concrete mixes that have been brought back spring back to different degrees after the road paver crosses, which in turn results in differences in the height of the concrete ceiling.
To eliminate these height differences, smoothing elements are usually attached to the pavers. These either have a runner-shaped rounded or a flat work surface. In the first case, there is a risk that the smoothing element will hit height differences and slide over them. In the second case, there is a risk that the concrete will be planed off to the same height, although it is not possible to avoid tearing open the concrete surface in places.
One has tried to fix the described springback of the concrete occurring at the transition of a vibrating body in two ways, namely once through very narrow vibrating screeds and also through Vibriereinriehtungen, which are placed periodically on the concrete in a comparatively slow sequence during the operation. and then with part of their compression surface are lifted off from this again.
This partial lift-off gives the concrete in the immediate vicinity of the vibrating work surface the opportunity to relax and, in particular, the enclosed air part to burst out.
Pavers of the last-mentioned type have been proven in practice in a variety of versions. A certain evil faced these facilities. however, the fact that the material particles which are exposed after the lift-off are not affected by the vibratory oscillations to the same extent as those in contact with. the vibrating screed material.
The watery parts of the mixture contained in the concrete mix and the air particles tend to escape upwards at the moment the vibrator rests on the concrete ceiling, but are prevented from doing so by the close-fitting working surface of the vibrator . They can only migrate to the outside when the latter is then lifted off, but then the optimal effect of the vibration process has already taken place.
The vibration itself is still good. noticeable due to the immediate vicinity of the source of vibration, but it is considerably weakened.
These not fully satisfactory options for venting and draining the concrete during the compaction process (modern road construction technology requires more and more so-called dry smoothing of the concrete surface) are also the main reason why concrete ceilings on steep slopes, e.g. B. in mountain roads or on the side walls of canals, can hardly be created with the previously known paver systems, because the concrete still holds so much internal moisture and not escaped air ent that it slips after you pass the paver.
The invention lies. Now the task to be based, to remedy the abovementioned inconveniences of the known concrete sheet manufacturing process and also -under difficult Ar working conditions to enable proper compaction and smoothing of concrete sheets.
According to the method according to the invention, this goal is achieved in that the vibrations generated by at least one vibrator are not. At least one vibrating body is transmitted to the concrete via a self-contained, but rather a sieve-like, interrupted, but otherwise practically rigid work surface.
The term sieve-like, interrupted work surface is understood to mean a rigid, close-meshed system that is intended to rest against the concrete layer, as is obtained, for example, by having a surface with a tight seal. adjacent to each other.
The cross-section of the screen openings in the body can be kept so small that the vibration effect on the concrete particles located under the openings is almost as great as the vibration effect under the webs between the openings. In the practical case, the concrete face located under each opening in the sieve bottom will have a surface of a few square millimeters, which is surrounded all around by vibration.
As a result, one can practically speak of a uniform vibration under the entire working surface of the vibrating body.
The watery parts of the mixture rising during this vibration as well as the air particles now have the ability to relax through the small openings lying next to one another and then to migrate out of the concrete layer.
The device according to the invention is characterized in that the vibration body is designed as a hollow body, the surface of which, which is intended to interact with the concrete ceiling, has sieve-like openings.
Several exemplary embodiments of the device according to the invention are schematically illustrated in the accompanying drawing, on the basis of which the method according to the invention is explained below, for example.
Fig. 1 shows a first embodiment of the device in side view.
Fig. \? shows the vibrating body of the same device in vertical section. FIG. 3 shows an embodiment variant of the left-hand surface of the vibrating body in vertical section.
FIG. 4 is a plan view of FIG. 3 in a larger image scale.
Fig. 5 shows another embodiment of the device seen in the working direction of the same and during the production of a concrete path with a side slope.
Fig. 6 is a plan view of Fig. 5. Figs. 7 and 8 each illustrate a further exemplary embodiment of the device in a scan view.
Fug. 9 shows the device according to FIG. 8 in plan view.
The device shown in Fig. 1 for clearing a concrete track 1 has a vehicle frame \? on, which with the help of wheels 3 travels in a manner known per se on rails 4 which are arranged on both sides of the concrete track 1 to be empty.
On the head side of the device, which runs ahead in the working line marked by an arrow, a height-adjustable stripping device 5 is arranged, which extends across the entire working width of the device and serves to remove the dumping height, which varies from case to case to compensate for the concrete layer to be compacted. Below the vehicle frame 2 there is a vibration body 6 that does not elastically flexible means shown is connected to the vehicle frame 2.
To give the vibrating body 6 a shaking movement, the same is provided with vibrators 7 be known training. The vibrating body 6 also extends over the entire working width of the device. At the rear end of the device, a smoothing element 8 for Glät th of the concrete sheet 1 produced is available in a known manner.
According to FIG. 2, the vibrating body 6 is designed as a hollow body with a sieve bottom 9, so that, in addition to good stability, there is also the possibility of creating a reservoir for the liquid particles released during vibration, the latter being a layer of water above the sieve bottom 9 of the vibrating head. The sieve bottom 9 is practically rigid and with. Provided openings 10 through which water and air particles from the concrete can pass during the vibration.
Through bores 12 with corresponding pipe connections arranged at the lowest point of the lateral end faces of the hollow body 6, the water that has penetrated into the cavity can then be diverted to the points where it is currently desired. For example, a line 13 can be performed immediately in front of the Vorrich device and another line 15 behind the vibrating body 6 or in front of the downstream smoothing element 8, while a third Lei device not visible in the drawing opens out on the side of the device.
Through shut-off cocks switched into these lines, the water occurring in the hollow body 6 can be distributed as it is just necessary. For example, you can achieve a certain amount of immediate moistening of the concrete surface before the compaction process or before the smoothing process, or the amount of liquid that arises can be diverted to the outside in such a way that it no longer comes into contact with the concrete ceiling.
In order to be able to adapt the effective size of the sieve openings of the vibrating body to the prevailing conditions of the body, these openings are definitely clogged by solidified concrete milk. to prevent, according to the in Fi-. 3 and 4, the working surface of the vibrating body consists of two sieve plates 9 and 1.6 arranged one above the other with the same hole spacing.
These plates 9 and 16 can be moved relative to each other by means of a spindle or other known means, so that in one end position of the sieve plates they almost cover all rows of holes, whereas the rows of holes in the other end position of the sieve plates are aligned with one another. In normal operation, the metal sheets are placed in relation to each other in such a way that the holes cover each other except for a small gap. By moving one sheet you can then regulate the gap steplessly and therefore the gap z. B.
Increase slightly if it should be found that the concrete does not relax sufficiently with the gap width that has just been set. As soon as the machine is stopped or before it is started up again, the two metal sheets are moved towards one another with the aid of the spindles so that the holes are flush with one another, that is, their full size comes into play. The crumbles that remained in the previously existing narrow gap, he stared out concrete milk, which cleaned the sieve gap. and the device is ready for use again.
Experience has shown that the openings are not clogged with concrete milk while the sieve bottom is vibrating.
The method according to the invention ultimately involves, so to speak, pressing out air and moisture from the concrete with the effect of vibrations, in contrast to the known methods in which nothing more than pure compression of the concrete is undertaken with the effect of vibration.
As a result, in the method according to the invention - as already mentioned above. - Under certain circumstances, it may be advantageous to borrow a possible excessive loss of water by supplying a metered amount of this water, for example before the final smoothing element 8.
As you can see without further ado, the pressing out of the concrete under the action of vibrations causes the concrete to be compacted with practically complete retention of the springback. As tests have shown, after the transition of the vibratory body, there are hardly any differences in height caused by the back-springing of the concrete. When working in sloping terrain, e.g.
B. in the production of mountain roads or canal walls shows. see the advantageous effect of pressing out the concrete particularly clearly in that the concrete shows little tendency to slide in the direction of the slope after over-ang the device.
In order to support this effect, in the exemplary embodiment according to FIGS. 5 and 6, the vibrating unit 17 running parallel to one another is connected upstream of the vibrating unit 17, which divides the panels into comparatively narrow, strip-like zones and thus also includes them. Absolutely safety prevent the concrete from slipping into lower layers.
The vibration device in this case consists of a vibrating screed 18 which extends over all the partition plates and has box-shaped projections 6a on its underside as hollow vibrating bodies, which in turn place between the partition walls and transmit the vibrations to the concrete. The work surface of the wide vibrating screed is therefore with. in other words designed in such a way that in it parallel recess;
-en 19 arise, into which the partition plates 17 protrude.
It is possible to compensate for the differences in height of the concrete pavement in the direction of the width of the road before the transition of the vibrating body better than before. It is advantageous not only to move the material to be removed and pushed on in the working direction of the device, but also to push a subset of this material transversely to this direction, so that any differences in quantity occurring in this line are eliminated.
This transverse direction can change several times in order to achieve a high degree of uniformity in this process.
To this end, in the execution example according to FIG. 7 the - # Tibrationskörper 6 is preceded by a distributor roller 20, 21, which is in the main hall of a rotating shaft 20 and a number of stripping elements 21 attached to the circumference of the shaft 20.
These stripping elements 21 consist of individual wings (pallets) that are attached to the shaft 20 either along a (straight, one or more helical lines or in a mixed arrangement) and are designed or fastened so that their working edge runs obliquely to the longitudinal axis of the shaft 20. Here, the pallets 21 can lie, for example, with the same sawing position on one or more trailing visual dome lines, but they then convey the excess material over the entire width of the distributor roller in only one direction .
If there is to be changed several times against the direction of transport of the material during one revolution of the distributor roller over the entire roller width, this can be done easily. achieve by arranging the pallets 21 on two or more parallel screw lines and the pallets of a Seliraubenlinie against the pallets of the other helical line by z. B. 180 staggered and also gives them an opposite vision. In this case, the material is then tengruppe by a Palet, z.
B. shifted continuously to the right, by the next, opposite, inclined group of pallets, on the other hand, consistently conveyed to the left. The distribution effect is therefore particularly effective here. In certain cases, for example when leveling, leveling or profiling road surfaces from tough , that is to say material that is difficult to move, it can be advantageous to superimpose a vibration movement on the rotary movement of the distributor roller 20, 21. For this purpose, a number of vibrators can be used along the distributor roller, e.g.
B. internal vibrators (submersible vibrators), be strengthened. After these vibrators have been put into operation, the distribution roller starts to vibrate, which loosens the material and considerably reduces the torque required to drive the distribution roller. In order to keep the stresses on the distributor roller as small as possible, it is recommended that this roller be resilient, for example with the interposition of elastic rubber buffers or the like, on the machine frame 2 to fasten.
With regard to the mode of operation of such a distribution device, the following should be mentioned: In the case of similarly inclined pallets 21, part of the excess material of the road surface is from pallet to. Pallet pushed further; There is thus a continuous movement of material over the entire width of the distributor roller 20 21. This process differs from the method of operation of the known distributor screws in that only part of the material follows the aforementioned movement, the stripping height is therefore not impaired while In the case of a distribution auger, an exact height wiping off is not possible at all.
When arranging two groups of pallets with offset from one another, in their inclined position in each case opposite pallets 2.1, the lateral movement of the mate rials changes its direction only with a new material lift. In other words, the same amount of material is only transported in the same direction, while the subsequently stripped material quantity is pushed in the opposite direction. On the basis of the fact that if the material is allocated precisely in terms of quantity, there is neither an excess nor a deficit, and furthermore the amount of the material cushion continuously moved forward through the stripping device.
Should remain constant, the proposed device reduces the differences in the quantities of material lying next to one another in front of the scraper body quite considerably. When using the above-described distributor roller 20, 21, a large part of the manpower otherwise required for distributing the material by hand is saved. In the same way, the undesirable and uncontrollable precompaction of the concrete, which was previously caused by the uneven solidification of the concrete by the workers, is eliminated.
After that, when using the method described, it has been shown that there are hardly any differences in height in the concrete ceiling after the vibrator has passed. now the 3vlögliclikeit to completely dispense with the installation of special smoothing elements 8 and to use the vibrating body 6 itself as a smoothing element.
For this purpose, stroke movements are periodically forced on it transversely to the working direction of the device, as indicated by arrows Q in FIG. is. As the example according to FIGS. 8 and 9 shows, a stripping element can also be added to the vibrating body 6. upstream, which swings back and forth transversely to the working direction of the supply line and with the vibrating body 6, z. B. in commuting motion connected.
According to FIG. 8, the stripping element 22 is adjustable in height. The stripping element 22, which vibrates in the transverse direction to the working direction and which works with a stroke of a few centimeters, is designed on its head side in such a way that it drags the concrete with it. For this purpose, the wiper element is ?? on its front surface with.
a flat iron chamber 23, which increases the friction of the stripping element with the concrete during the pendulum movement and in this way distributes the latter in the width direction of the concrete balin to be built during the pendulum movement. When using the described scraper element 2 ″ rides the comb 23, the aforementioned distributor roller 20, \ _, '1 can be omitted.
In an exemplary embodiment, not shown, two vibration bodies are arranged one behind the other, which move in opposite directions with a stroke of, for example, 10, similar to the known pendulum gates. In this case, the front vibrating body in the working direction with the. Scraper element ?? Mistake.
The opposing movement of the vibrating body has the advantage that the lateral pressure on the halftone rails? 4 running on both sides of the concrete sheet to be produced is kept within tolerable limits.