CH677076A5

CH677076A5 -

Info

Publication number: CH677076A5
Application number: CH991/89A
Authority: CH
Inventors: Edi Mark; Hartmut Brenner
Original assignee: Edi Mark
Priority date: 1989-04-27
Filing date: 1989-04-27
Publication date: 1991-04-15
Also published as: US5203842A; JPH03505544A; EP0417222A1; WO1990011134A1

Description

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CH677 076A5

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Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Düseneinrichtung für einen Hochdruck-Flüssigkeits-strahl, zur Verwendung in einer Vorrichtung, mittels welcher Materialien abgetragen, aufgerauht oder gereinigt werden können.

Solche Vorrichtungen gelangen insbesondere im Hoch- und Tiefbau und im Tunnelbau zum Einsatz. Hier werden sie beispielsweise bei der Sanierung von Betonbauwerken herangezogen. Es zeigen sich an in früheren Jahrzehnten errichteten Betonbauwerken, wie Brücken und Viadukten, zunehmend Schäden, die der Sanierung bedürfen, da sie sonst nach einiger Zeit sogar einen Abbruch und Neubau des betreffenden Bauwerkes erforderlich machen würden. Zu diesem Zweck muss die äussere, schadhafte Betonschicht entfernt und gegebenenfalls die Eisenbewehrung freigelegt und von Rost befreit werden, um eine neue Betonschicht oder einen neuen Betonbelag aufbringen zu können.

Zum Abtragen des schadhaften Betons verwendete man zuerst Aufbrechhämmer. Die Eisenbewehrung wurde dann durch Sandstrahlen vom Rost befreit. Diese Arbeitsweise hat einige gravierende Nachteile. Einerseits ist der Arbeitsaufwand sehr gross. Anderseits ist mit dem so durchgeführten Aufbrechen nur ein qualitativ mangelhaftes Ergebnis zu erzielen, zumal durch die Schläge und Vibrationen Schäden an der Eisenbewehrung und dem festen Beton nahezu unvermeidbar sind.

Es wurde daher versucht, eine Lösung dieses Problems zu finden, indem der Abtrag mittels eines mit hohem Druck und hoher Geschwindigkeit auf die Betonoberfläche gerichteten Wasserstrahles bewerkstelligt wurde. Zu diesem Zweck hat man Maschinen entwickelt, die sich langsam auf Rädern fortbewegen, welche auf ihrer Vorderseite eine sich quer zur Fahrtrichtung an einer Schiene hin-und herbewegende Wasserdüse aufweisen und aus Sicherheitsgründen ferngesteuert werden.

Die Wasserdüse hält jeweils am Ende ihrer Querbewegung kurz an, bevor sie sich wieder zurückbewegt. Die Wasserdüse wird zudem im Verlauf dieser Querbewegung rechtwinklig dazu in eine Pendelbewegung versetzt. Infolge der sehr grossen Kraft des Wasserstrahles, kommt es wegen des technisch bedingten kurzen Anhaltens der Wasserdüse am Ende der Querbewegung immer wieder vor, dass regelrechte Löcher in den Beton geschossen werden. Das erwähnte Pendeln der Düse führt ausserdem zu einem unebenen Abtrag, da dadurch der Düsenkopf nicht konstant den gleichen Abstand von der zu bearbeitenden Material-Oberfläche hat. Dieser ist ja in der Mitte der Pedelbewegung kleiner als an den beiden Enden. Durch diese Nachteile ist es oft kaum mehr möglich, die neue Betonschicht in befriedigender Weise aufzubringen unter Schliessung allfällig vorhandener Löcher. Es ist deshalb vorauszusehen, dass an so sanierten Betonbauwerken in absehbarer Zeit neue Schäden auftreten. Aus diesen Gründen sah man sich gezwungen, dieses Arbeitsverfahren grösstenteils einzustellen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Düseneinrichtung zu schaffen, die die Nachteile der bekannten Düseneinrichtungen nicht aufweist.

Die erfindungsgemässe Düseneinrichtung entspricht den kennzeichnenden Merkmalen im Patentanspruch 1.

Vorteilhaft ist dabei nach den Patentanspriiòhen 2 bis 8 der Strömungskanal der Düse abgewinkelt und der drehbar gelagerte Düsenkörper über einen um ihn herumführenden Zahnkranz mittels Hubbewegungen einer Zahnstange in eine sich wiederholende Teil-Drehbewegung versetzbar. Darüberhinaus sollte der Düsenkörper in eine die Teil-Drehbe-wegung überlagernde Drehung versetzbar sein.

Dadurch, dass der Düsenkopf stets in gleichem Abstand von der zu bearbeitenden Material-Oberfläche gehalten wird und der Hüchdruck-FlÜssig-keitsstrahl nie zum Stillstand kommt, ist ein äusserst gleichmässiger Abtrag gewährleistet. Dabei kann dank der erfindungsgemässen Düseneinrichtung auch die Eisenbewehrung vollständig freigelegt und entrostet werden.

Nachfolgend wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine Schnittdarstellung der Düse,

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf den Antrieb der Düse, teilweise im Schnitt, und

Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht des Antriebs der Düse nach Fig. 2.

Die Düse 1 besteht aus einem Düsenkörper 2, der in einem Gehäuse 3 reibungsarm um seine Längsachse drehbar gelagert ist. Der Strömungskanal 4 ist im Bereich des Düsenkopfes 5 um 30° abgewinkelt. Am Anschluss 6 ist die Düse 1 an eine von einer Hochdruckpumpe kommende Leitung an-schliessbar. Das Gehäuse 3 weist eine seitliche Öffnung 7 auf, durch die ein um den Düsenkörper 2 herumführender Zahnkranz 8 von aussen zugänglich ist.

Der Antrieb der Düse 1 erfolgt mittels eines Motors 9, beispielsweise eines Elektromotors. Der Motor 9 ist mit einem Exzenter 10 verbunden, der um die Drehachse des Motors 9 schwingt und an einer an ihm gekoppelten Zahnstange 11 eine hin-und hergehende Bewegung, d.h. eine Hubbewegung, erzeugt, wie dies in der Fig. 2 gestrichelt mit 12 angedeutet wird.

Die Zahnstange 11 greift am Zahnkranz 8 am Umfang des Düsenkörpers 2 an und versetzt diesen durch ihre Hubbewegungen in eine sich wiederholende Teil-Drehbewegung. Wegen des abgewinkelten Strömungskanals 4 am Düsenkopf 5 führt der austretende Flüssigkeitsstrahl eine sich wiederholende bogenförmige Schwenkbewegung durch.

Der im wesentlichen aus dem Motor 9, dem Exzenter 10 und der Zahnstange 11 bestehende Antrieb ist als Ganzes entlang von Führungsschienen 13 verschiebbar und mit einem Zylinder 14 verbunden. Dank diesem Zylinder 14 ist die Düse 1 in eine, die Teil-Drehbewegung überlagernde, Drehung versetzbar. Dies geschieht, indem der Zylinder 14 mittelbar die Zahnstange 11, während diese weiter ihre Hubbewegungen durchführt, längsverschiebt, wie

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dies in der Fig. 2 gestrichelt mit 15 angedeutet wird. Die Düse 1 kann also, während sie weiterhin ihre sich wiederholende Bewegungen durchführt, um ihre Achse gedreht werden. Das führt dazu, dass die Richtung des austretenden Flüssigkeitsstrahls geändert werden kann.

Die vorgehend beschriebene Düseneinrichtung ist insbesondere für den Einbau in eine geeignete Vorrichtung zum Abtragen von Beton gedacht. Zweckmässig wird dabei mit Wasser gearbeitet, das durch eine Hochdruckpumpe auf einen Druck von ungefähr 1200 bar gebracht wird. In dieser Vorrichtung kann nun die Düseneinrichtung so gesteuert werden, dass eine vorgegebene Betonfläche abgefahren wird. Dazu wird die Düse 1 zuerst in gerader Linie entlang einer Seite der zu bearbeitenden rechteckigen Betonfläche bewegt, wobei diese schnelle bogenförmige Schwenkbewegungen durchführt. Der auf der Betonfläche auftreffende Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl zeichnet dabei gewisser-massen Bögen, die in Form einer Zickzacklinie jeweils an ihrem einen Ende miteinander verbunden sind. Ist nun die Düse 1 am Ende der besagten Seite angelangt, wird sie so gesteuert, dass sie auf eine Linie schwenkt, die parallel zur ersten Linie verläuft und sich in entgegengesetzter Richtung zurückbewegt. Dieses wird so lange wiederholt, bis schieifen-förmig die ganze Betonfläche abgefahren wurde.

Die beschriebene Drehung der Düse 1 mittels des mittelbar auf die Zahnstange 11 wirkenden Zylinders 14 dient dazu, die Düse 1, während diese an den Enden der Schleifen eine Kurve fährt, um 180° zu drehen. Die Düse 1 fährt so Linie um Linie ab.

Durch diese, von der erfindungsgemässen Düseneinrichtung ermöglichten Arbeitsweise, ist sichergestellt, dass der Hochdruck-Flüssigkeits-strahl nie stillsteht. Dadurch ist die Gefahr, dass schwer zu schliessende Löcher im Beton entstehen, vermieden. Die Düse 1 bewegt sich auch in stets gleichbleibendem Abstand von der Betonfläche und gewährleistet somit einen gleichmässigen Abtrag. Da der Flüssigkeitsstrahl zudem um 30° abgebogen wird, kann er unter die Eisenbewehrung reichen und diese vollständig freilegen und von Betonresten und Rost befreien.

Claims

Patentansprüche

1. Düseneinrichtung für einen Hochdruck-Flüs-sigkeitsstrahl, zur Verwendung in einer Vorrichtung, mittels welcher Materialien abgetragen, aufgerauht oder gereinigt werden können, gekennzeichnet durch Mittel, durch welche der auf der zu bearbeitenden Material-Oberfläche auftreffende Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl in eine sich wiederholende bogenförmige Schwenkbewegung versetzbar ist, wobei der Düsenkopf (5) einen annähernd konstanten Abstand von der Material-Oberfläche beibehält.

2. Düseneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungskanal (4), der senkrecht auf die zu bearbeitende Material-Oberfläche gerichteten Düse (1), beispielsweise um 30°, abgewinkelt ist.

3. Düseneinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der den Strömungskanal (4) umgebende Düsenkörper (2) um seine Längsachse drehbar gelagert ist und daher in eine sich wiederholende Teil-Drehbewegung versetzbar ist.

4. Düseneinrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Mittel, durch welche der Düsenkörper (2) in eine, die Teil-Drehbewegung überlagernde, Drehung versetzbar ist.

5. Düseneinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkörper (2) in einem Gehäuse (3) drehbar gelagert ist.

6. Düseneinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkörper (2) mit einer Angriffsfläche versehen ist, an welcher der Düsenkörper in eine Teil-Drehbewegung und in eine Drehung setzbar ist.

7. Düseneinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Angriffsfläche ein um den Düsenkörper (2) herumführender Zahnkranz (8) ist.

8. Düseneinrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Zahnstange (11), die am Umfang des Düsenkörpers (2) angreift, um diesen in eine Teil-Drehbewegung und in eine Drehung zu versetzen.

9. Düseneinrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen Exzenter (10), der um die Drehachse eines Antriebsmotors schwingt und der an der mittelbar oder unmittelbar an ihn gekoppelten Zahnstange (11) eine hin- und hergehende Bewegung, d.h. eine Hubbewegung (12), erzeugt, wodurch der Düsenkörper (2) in eine sich wiederholende Teil-Drehbewegung versetzbar ist.

10. Düseneinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnstange (11) mittelbar oder unmittelbar mit einem Linearantrieb, beispielsweise einem Zylinder (14), verbunden ist, mittels dessen der Düsenkörper (2) in eine, die Teil-Drehbewegung überlagernde, Drehung versetzbar ist.

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