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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen fahrbaren Fertiger zur Herstellung
einer Straßenschicht aus
Einbaugut auf einem Planum, mit einer schwimmend gelagerten Einbaubohle,
insbesondere einer Hochverdichtungseinbaubohle, die über Auslegerholme
an einem Tragrahmen des Fertigers lagerbar ist, und mit einer Querverteileinrichtung.
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Ferner
betrifft die vorliegende Erfindung einen Gleitschalungsfertiger
zur Herstellung einer Belagsschicht aus Einbaugut, vorzugsweise
aus Beton, auf einem Planum mit einem Presskasten, insbesondere
einer Einbaubohle, mit einer Querverteileinrichtung.
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Außerdem betrifft
die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer mehrlagigen
Belagsschicht aus Einbaugut auf einem Planum.
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Solche
Fertiger sind im Stand der Technik allgemein bekannt.
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Unter
dem Begriff "Fertiger" wird nachfolgend
eine Gattung von Baumaschine verstanden, wie z.B. Straßenfertiger
und Gleitschalungsfertiger, mit welcher Einbaugut unterschiedlichster
Qualität (wie
z.B. Aspahlt oder Beton) auf einem hierfür vorgesehenen Untergrund,
wie z.B. einem Planum, möglichst
in hoher Verdichtungsqualität
eben und profilgerecht verlegt wird. Als Planum wird eine Tragschicht
bezeichnet auf der eine Straße,
ein Weg, ein Gebäude
oder ähnliches
errichtet werden kann. Dabei ist auf die Tragfähigkeit und die Elastizität zu achten.
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Unabhängig davon,
was mit einem Fertiger errichtet werden soll, können Einsatzort und Einsatzplatz
selbst sehr vielfältig
sein, wobei der Fertiger der Erfindung hauptsächlich jedoch im allgemeinen
Straßenbau
eingesetzt werden soll. Andere Anwendungen sind aber ebenfalls möglich.
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Allgemein
ist es wünschenswert,
dass das zum Einbau anstehende Einbaugut unabhängig von einzelnen Baustellenparametern,
wie Baubreite, Baulänge,
Belagdicke und Ähnlichem,
insbesondere:
- – eine gleichmäßige und
durchgängige
Verdichtung auch bei dickeren Belägen,
- – eine
zeitgleiche Sicherstellung der Ebenheit, und
- – eine
gleichbleibende Oberflächenbeschaffenheit
gewährleistet.
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Um
diese Aufgaben sicher und zuverlässig zu
bewältigen,
werden im Stand der Technik Straßenfertiger mit schwimmender
Einbaubohle verwendet. Der allgemeine Ablauf einer Straßenherstellung
stellt sich dabei wie folgt dar:
Der Fertiger wird am Einsatzort
korrekt positioniert. Anschließend
liefert ein mit Einbaugut beladener LKW das Einbaugut. Dazu fährt der
LKW rückwärts an den
Fertiger und übergibt
das Einbaugut durch rückwärtiges Abkippen
in einen in der Front des Fertigers befindlichen Vorratsbehälter. von
dort gelangt das Einbaugut mittels einer längs durch den Fertiger verlaufenden
Längsförderanlage
in den Bereich einer (Quer-)Verteilerschnecke. Die Verteilerschnecke
verteilt das Einbaugut quer zur Einbaurichtung (= Fahrtrichtung
des Fertigers), so dass eine im hinteren Bereich des Fertigers angeordnete
Einbaubohle das vorgelegte Einbaugut weiter verarbeiten kann, indem sie
darüber
hinweggezogen wird, um das vorgelegte Einbaugut zu verdichten und
zu glätten.
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Es
gibt verschiedene Möglichkeiten,
wie die Einbaubohle mit dem Fertiger selbst verbunden sein kann.
Eine davon ist „schwimmend".
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Bei
einer „schwimmenden
Einbaubohle" ist die
Einbaubohle nur an einer Stelle mit der Zugmaschine verbunden. Während des
Einbaus wird die Einbaubohle auf dem Einbaugut getragen, sie schwimmt
auf dem Einbaugut. Hierbei ist es erforderlich, dass die Tragfähigkeit
des Einbauguts derart ist, dass die Einbaubohle nicht im vorgelegten
Einbaugut versinkt. Um ein Einsinken zu verhindern, weisen Straßenfertiger
zusätzliche
Hydraulikzylinder auf, mit denen sich die Einbaubohle anheben bzw.
absenken lässt
und außerdem
ein exakt definierter Hydraulikdruck auf der Kolbenstangenseite
einstellbar ist, um so das effektiv auf das vorgelegte Einbaugut
wirkende Bohlengewicht zu beeinflussen. Diese Zylinder sind in der
Regel in der Nähe
der Anhängepunkte
der Trägerholme
positioniert.
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Neben
der Konsistenz des Einbauguts wird die exakte Höhenlage der Einbaubohle indirekt
auch durch die Fahrtgeschwindigkeit des Fertigers und durch die
Einstellungen der zusätzlichen
Verdichtungsaggregate bestimmt, die in der Einbaubohle vorgesehen
sind.
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Im
Stand der Technik sind sogenannte Hochverdichtungseinbaubohlen bekannt.
Eine Hochverdichtungseinbaubohle umfasst in der Regel drei verschiedene
Verdichtungseinrichtungen, nämlich
einen sogenannten Tamper (Stampfmesser), eine Vibrationsanlage sowie
Pressleisten.
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Die
Verdichtung wird ausnahmslos durch den Bohlenkörper bzw. durch die in ihm
integrierten Verdichtungseinrichtungen bewirkt. Somit ist es verständlich,
dass ein oberer Bereich des der Einbaubohle vorgelegten Einbauguts
beim Verdichten bevorzugt wird. Der untere Bereich dagegen wird
nicht im gleichen Maße
von der Verdichtungsenergie umfasst und erfährt somit eine Vernachlässigung.
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Daraus
ergibt sich, dass bei dickeren Einbaubelägen häufig nachteilige Erscheinungen
an der Oberfläche
des Belags zu Tage treten, weil dort die unangemessene Verdichtungsenergie
dem Zustandekommen einer homogenen Belagsoberfläche entgegensteht. Dies kann
zu einer Zertrümmerung
des Einbauguts und/oder zur Bildung von Schlieren an der Oberfläche führen.
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Ferner
weisen viskose Materialien, wie z.B. Beton mit hohem Wasseranteil
oder Asphalt mit hohem Bindemittelanteil, eine geringe Tragfähigkeit
auf und sind deshalb nicht in der Lage, das Einbaugut gemäß dem Verfahren "Schwimmende Einbaubohle" zu verarbeiten,
da die Einbaubohle in den Belag einsinkt, obwohl versucht wird,
diesen negativen Effekt mit einem hohen Anstellwinkel entgegenzuwirken.
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So
kann es mitunter vorkommen, dass sich das Einbaugut in Fahrtrichtung
hinter der Einbaubohle sichtbar aufwölbt. Die Folge ist, dass der
Einbau unter diesen Bedingungen nicht durchführbar ist, da Forderungen wie
Ebenheit, Profilgenauigkeit, etc. nicht eingehalten werden können. Diese
Belagsarten mit diesen inneren Eigenschaften können, wenn überhaupt, nur mit reduzierten
Verdichtungseinstellungen verarbeitet werden.
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Gerade
im Betonbereich besteht ein Bedürfnis
bei genau definierten Bauweisen, wie z.B. bei der Bauweise "White Topping", Fertiger vorzusehen,
die mit diesen Einbauweisen in Einklang zu bringen sind. Aus den
oben genannten Gründen
lässt sich
die klassische Einbauweise "Schwimmende
Einbaubohle" für diese
und vergleichbare Bauweisen jedoch nicht erfolgreich anwenden.
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten
Fertiger zur Herstellung einer Belagsschicht vorzusehen, wobei die
Belagsschicht insbesondere aus einem viskose Material, wie z.B.
Beton mit sehr hohem Wasseranteil, bestehen darf.
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Ferner
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes
Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Belags vorzusehen.
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Diese
Aufgabe wird zum einen mittels eines Straßenfertigers der eingangs erwähnten Art
gelöst, wobei
zwischen der Einbaubohle und der Querverteileinrichtung mindestens
eine separate Verdichtungseinrichtung angeordnet ist, um das Einbaugut
vor einer Bearbeitung durch die Einbaubohle im Wesentlichen in einer
zum Planum senkrechten Richtung zu verdichten.
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Diese
Aufgabe wird ferner durch einen Gleitschalungsfertiger der eingangs
erwähnten
Art gelöst, bei
dem zwischen dem Presskasten und der Querverteileinrichtung mindestens
eine separate Verdichtungseinrichtung angeordnet ist, um das Einbaugut vor
einer Bearbeitung durch den Presskasten im Wesentlichen über die
gesamte Dicke der Belagsschicht zu verdichten.
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Die
separate Verdichtungseinrichtung verdichtet das Einbaugut außerhalb
des eigentlichen Bohlenkörpers
und legt somit bereits vorverdichtetes Einbaugut zur finalen Bearbeitung
vor. Hierbei ist eine nachträgliche
Oberflächenverdichtung
mit der (nachfol gend angeordneten) Einbaubohle sowie die Herstellung
der richtigen Belagshöhe
möglich.
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Die
separate Verdichtungseinrichtung ermöglicht es, bei relativ viskosem
bzw. flüssigem
Einbaugut, wie z.B. Beton mit hohem Wasseranteil oder Asphalt mit
hohem Bindemittelanteil, das Einsinken der schwimmenden Einbaubohle
zu verhindern, da das Einbaugut vorverdichtet wird, und zwar idealerweise über die
gesamte Breite und/oder Dicke der Belagsschicht. Der Belag wölbt sich
dann nicht mehr hinter der Einbaubohle auf. Im Ergebnis wird eine ebene
und profilgenaue Belagsschicht erhalten. Die Verdichtung erfolgt
homogen.
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Ein
weiterer großer
Vorteil der Erfindung ist, dass die Einbaubohle eines herkömmlichen
Straßenfertigers
auf einfache Weise und kostengünstig
um die weitere Verdichtungseinrichtung erweitert werden kann, ohne
allzu großen
technischen Aufwand. Da mit den Straßenfertigern gemäß dem Stand
der Technik üblicherweise
schwarze (bitumenhaltige) Belagsschichten und relativ trockene Betone
verarbeitet werden konnten, werden die Einsatzmöglichkeiten eines herkömmlichen
Straßenfertigers
auch auf viskose weiße
(d.h. betonhaltige) Belagsschichten erweitert. Aus wirtschaftlicher
Sicht ergibt sich somit eine verbesserte Auslastung eines herkömmlichen Straßenfertigers.
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Die
separate Verdichtungseinrichtung kann relativ kostengünstig mit
den vorhandenen Elementen eines Fertigers kombiniert werden. Zusätzliche Umrüstkosten
sind relativ gering. Vorhandene Systeme können benutzt werden, um die
separate Verdichtungseinrichtung zu betreiben.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform ist
in Fahrtrichtung vor der separaten Verdichtungseinrichtung eine
ihr zugeordnete Abstreifeinrichtung angeordnet. Vorzugsweise ist
die Abstreifeinrichtung ein Abstreifblech.
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Die
Abstreifeinrichtung schützt
die separate Verdichtungseinrichtung vor Einbaugut, welches von der
Querverteileinrichtung geliefert wird. Außerdem sorgt die Abstreifeinrichtung
dafür,
dass das Einbaugut der separaten Verdichtungseinrichtung dosiert vorgelegt
wird. Das zu verdichtende Einbaugut wird der separaten Verdichtungseinheit
folglich genau und abgestimmt zugeführt.
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Vorzugsweise
ist die Abstreifeinrichtung in Fahrtrichtung teilweise angeschrägt. Die
Anschrägung
der Abstreifvorrichtung führt
dazu, dass das Einbaugut bereits vor der separaten Verdichtungseinrichtung
vorverdichtet wird. Die Anschrägung
verursacht eine Kraftkomponente, die durch den sich in Fahrtrichtung
bewegenden Fertiger verursacht wird und senkrecht zum Planum, d.h.
in der Regel senkrecht nach unten, gerichtet ist. Diese senkrechte Kraftkomponente
wird durch das Eigengewicht der Abstreifeinrichtung bzw. des Fertiger
verstärkt,
sofern die Abstreifeinrichtung fest mit dem Fertiger gekoppelt ist.
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Als
vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn die Abstreifeinrichtung
höhenverstellbar
ist.
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Über die
Höhenverstellbarkeit
der Abstreifeinrichtung und/oder der separaten Verdichtungseinrichtung,
lässt sich
die Dicke der vorab vorverdichteten Belagsschicht auf einfache Weise
festlegen.
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Auch
von Vorteil ist, wenn die Abstreifeinrichtung derart ausgebildet
ist, dass ein Teil des zugeführten
Einbauguts die Abstreifeinrichtung überflutet, so dass das Einbaugut
in Fahrrichtung hinter der Abstreifeinrichtung in einem unteren
Bereich der herzustellenden Belagsschicht, in senkrechter Richtung, vorab
verdichtet wird und in einem darüber
liegenden Bereich unverdichtet bleibt.
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Wird
die Abstreifeinrichtung in Bezug auf ihre Bauhöhe niedriger gestaltet und
mit einer entsprechenden Abschirmung (z.B. Gehäuse) versehen, lässt sich
der Einbauvorgang derart gestalten, dass die Abstreifeinrichtung
bei der Einbaugutzuführung überflutet
wird. Somit ist eine Verarbeitung einer einheitlichen Einbaugutqualität in zwei-
oder mehrlagiger Form möglich.
Dabei erfolgt ein aktiver Verdichtungsvorgang im unteren Belagsbereich,
bevor der Belag anschließend
von der nachfolgenden Einbaubohle bzw. dem nachfolgenden Presskasten
abschließend
verdichtet wird.
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Ferner
ist es bevorzugt, wenn die separate Verdichtungseinrichtung quer
zur Fahrtrichtung orientiert ist und sich im Wesentlichen über die
gesamte Breite der herzustellenden Belagsschicht erstreckt.
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Wenn
sich die Verdichtungseinrichtung über die gesamte Breite der
herzustellenden Belagsschicht erstreckt, wird eine homogene Verdichtung an
jedem Ort der Belagsschicht, d.h. sowohl in vertikaler Richtung
als auch in Querrichtung bewirkt.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform ist
die separate Verdichtungseinrichtung eine Pressleiste.
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Pressleisten
als solche sind im Stand der Technik bekannt und können somit
leicht zur Verfügung
gestellt werden. Ferner lässt
sich eine Pressleiste mit bereits vorhandenen Anschlüssen und
entsprechenden Antriebseinheiten, wie z.B. einer Hydraulikpumpe,
einfach verbinden. Der zugehörige Antrieb
ist ebenfalls im Stand der Technik bekannt, so dass die vorliegende
Erfindung relativ kostengünstig installiert
werden kann.
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Auch
von Vorteil ist es, wenn die separate Verdichtungseinrichtung von
einem Schutzgehäuse umgeben
wird.
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Durch
diese Maßnahme
ist gewährleistet, dass
insbesondere im Fall einer Überflutung
der Abstreifeinrichtung kein Material von oben auf die separate
Verdichtungseinrichtung fällt.
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Vorzugsweise
sind die Abstreifeinrichtung und das Schutzgehäuse miteinander verbunden,
insbesondere einstückig
ausgebildet.
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Auf
diese Weise lässt
sich ein sicherer Schutz für
die separate Verdichtungseinrichtung gewährleisten. Gleichzeitig reduzieren
sich die Kosten sowie der Herstellungsaufwand.
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Eine
weitere Ausführungsform
ist dadurch gekennzeichnet, dass die separate Verdichtungseinrichtung
entweder an der Einbaubohle oder an den Auslegerholmen befestigbar
ist. Insbesondere ist die separate Verdichtungseinrichtung (separat)
höhenverstellbar.
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Auf
diese Weise kann das Einbaugut genau und abgestimmt vorverdichtet
werden. Die Höhenverstellbarkeit
der separaten Verdich tungseinrichtung ist einfach durch eine Anbringung
an der vorhandenen höhenverstellbaren
Schnecke realisierbar.
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Vorzugsweise
sind zwischen der Einbaubohle bzw. dem Presskasten und den Auslegerholmen eine
oder mehrere Adapterplatten anbringbar.
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Mittels
der Adapterplatten lässt
sich ein ausreichender Raum zwischen der Einbaubohle bzw. dem Presskasten
und der in Fahrtrichtung davor angeordneten Verteilerschnecke schaffen,
so dass die separate Verdichtungseinrichtung zwischen den entsprechenden
Einheiten platziert werden kann. Je nach Anzahl der zwischen diesen
Einheiten zu platzierenden separaten Verdichtungseinrichtungen können auch
mehrere Adapterplatten vorgesehen werden, um einen entsprechend
großen
Raum zu schaffen.
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Außerdem wird
bei einer bevorzugten Ausführungsform,
eine zusätzliche
Ballastierung vorgesehen, die derart angeordnet ist, dass die Einbaubohle
bzw. der Presskasten über
die Auslegerholme entlastet wird.
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Durch
diese Maßnahme
wird ein gezieltes Gegengewicht zu der in der Regel heckseitig fixierten Einbaubohle
bzw. dem Presskasten vorgesehen. Mit dieser Maßnahme wird ein für das Einbauverfahren ausgewogener
Betriebszustand erreicht.
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Dazu
ist es von Vorteil, wenn die Ballastierungen in einem Frontbereich
des Fertigers vorgesehen ist.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform
sind mehrere, in Fahrtrichtung sequentiell angeordnete separate
Verdichtungseinrichtungen vorgesehen.
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Auf
diese Weise lassen sich noch bessere Ergebnisse hinsichtlich der
Vorverdichtung bzw. der Verdichtungsendwerte erzielen. Außerdem sind mehrlagige
Beläge
möglich.
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Ferner
wird die obige Aufgabe durch ein Verfahren zum Herstellen einer
mehrlagigen Belagsschicht aus Einbaugut auf einem Planum mit einem Fertiger
nach Anspruch 7 gelöst,
wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: der separaten Verdichtungseinrichtung
Vorlegen eines ersten Teils des Einbauguts mittels der Querverteileinrichtung; Vorverdichten
des ersten Teils des Einbauguts durch die separate Verdichtungseinrichtung; Überspülen der
separaten Verdichtungseinrichtung mit Einbaugut derart, dass ein
restlicher Teil des Einbauguts auf den vorverdichteten ersten Teil
geleitet wird; und Verdichten des ersten und des restlichen Teils
des Einbauguts, um eine doppelschichtige Belagsschicht zu bilden.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale
nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in
anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne
den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der
nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Seitenansicht eines Straßenfertigers gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 eine
stark schematisierte Draufsicht auf den Straßenfertiger der 1;
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3 eine
Detailansicht auf eine Einbaubohle des Straßenfertigers der 1;
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4 eine
Abwandlung der 3;
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5 eine
stark schematisierte Seitenansicht auf einen Gleitschalungsfertiger
gemäß der vorliegenden
Erfindung; und
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6 eine
Draufsicht, ähnlich
der 2, auf den Gleitschalungsfertiger der 5.
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In 1 ist
ein Straßenfertiger
schematisch dargestellt, der nachfolgend allgemein mit 10 bezeichnet
werden wird.
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Der
in 1 dargestellte Straßenfertiger weist Ketten 11 auf,
mit denen er sich in Fahrtrichtung F fortbewegen kann. in 1 ist
somit ein Raupenstraßenfertiger 10 gezeigt.
Die Ketten 11 könnten
jedoch auch durch Reifen ersetzt werden.
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Der
Straßenfertiger 10 besteht
im Wesentlichen aus zwei Hauptkomponenten, nämlich der in der 1 links
dargestellten Zugmaschine 12 und der rechts dargestellten
Einbaubohle 14. Ferner weist der Fertiger 10 in
dem in 1 gezeigten Beispiel einen ersten Führerstand 16 sowie
einen zweiten Führer stand 18 auf.
Der erste Führerstand 16 befindet
sich auf der Zugmaschine 12. Der zweite Führerstand 18 ist
im Bereich der Einbaubohle 14 lokalisiert. Heide Führerstände 16 und 18 können von
Bedienpersonal 20 betätigt
werden, um auf die jeweiligen Komponenten einzuwirken.
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Die
Einbaubohle 14 ist über
in der 1 schematisch angedeutete Auslegerholme 22,
die seitlich an der Zugmaschine 12 angeordnet sind, mit der
Zugmaschine 12 gekoppelt. Der Kopplungspunkt, der auch
Zugpunkt genannt wird, ist in 1 nicht
dargestellt. Die Auslegerholme 22 wiederum sind über den
Zugpunkt drehbar mit einem Tragrahmen 24 der Zugmaschine 12 verbunden.
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Der
Straßenfertiger 10 ist
dazu geeignet, vollkommen ebene Oberflächen herzustellen. Dazu ist
eine konstruktive Voraussetzung erforderlich, die "Schwimmende Bohle". "Schwimmende Bohle" bedeutet, dass die
Einbaubohle 14 nur an einer Stelle mit der Zugmaschine 12 verbunden
ist, dem Zugpunkt am vorderen Ende des Bohlenholms 22.
In senkrechter Richtung dagegen ist die Bohle 14 frei beweglich.
Während
des Einbaus wird sie vom Einbaugut getragen, sie schwimmt auf dem
Material. Diese besondere Konstruktionsweise der Bohle 14 ermöglicht es,
kurzgestreckte Unebenheiten im Untergrund auszugleichen. Beim Überqueren
der Unebenheit wird der Fertiger 10, bedingt durch die
Länge seines
Fahrwerks, aus der optimal waagerechten Position in eine deutliche
Schräglage
versetzt. Diese Auf- und Abbewegung des Fertigers 10 überträgt sich aber
nur schwach auf die Bohle 14. Wo vorher eine kurze steile
Welle im Untergrund war, entsteht durch die Eigennivellierung der
Bohle 14 ein quasi ebener Fahr bahnverlauf. Unebenheiten
werden in einem Verhältnis
von ca. 1:5 ausgeglichen.
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Die
Einbauhöhe
der Einbaubohle 14 wird von einer Reihe von Faktoren beeinflusst.
Um einen störungsfreien
Einbau zu gewährleisten,
sollten die wichtigsten Parameter bereits bei der Einsatzplanung
einkalkuliert werden, denn nur ein optimal eingerichtetes System
liefert optimale Ergebnisse.
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Die
Einbaubohle 14 ist mit vielen anwenderfreundlichen Bedienelementen
ausgerüstet,
die eine ebenso präzise
wie einfache Einstellung aller Komponenten ermöglichen. Eine der Voraussetzungen für das ausgeglichene
Schwimmverhalten der Bohle 14 ist eine konstante Einbaugutvorlage,
d.h. die Menge des Materials vor der Bohle 14. Die Einbaugutvorlage
richtet sich nach der gewünschten
Einbaustärke,
je höher
eingebaut werden soll, desto mehr Material wird benötigt und
umgekehrt. Die Kraft, die das Material ausübt, beeinflusst den Auftrieb
der schwimmenden Bohle 14. Wenn verhältnismäßig viel Einbaugut eingebaut
wird, wie z.B. bei dicken Tragschichten, dann benötigt die
schwimmende Hohle 14 vergleichsweise hohe Auftriebskräfte.
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Damit
sich die Bohle 14 beim Einbau in einer optimalen Schwimmstellung
befindet, also weder aufsteigt noch einsinkt, müssen alle Bohleneinstellungen
vorher genau auf die festgelegte Materialmenge ausgerichtet werden.
Der Fertiger 10 gemäß der vorliegenden
Erfindung, lässt
sich mühelos
exakt so einstellen, dass die Kraft, die von der Bohle 14 auf das
Einbaugut einwirkt, perfekt auf die jeweilige Einbaugutvorlage abgestimmt
ist. Eine proportional geregelte Einbaugutzufuhr und -verteilung
sorgt außerdem
dafür,
dass immer genau soviel Mate rial vor der Bohle 14 liegt,
wie für
das gewünschte
Ergebnis erforderlich ist.
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Die
Auftriebskraft, die das Material auf die Bohle 14 ausübt, hängt auch
davon ab, wie tragfähig das
verwendete Einbaugut ist. Besonders tragfähige Einbaugüter setzen
der Bohle größeren Widerstand entgegen,
die Bohle erhält
also mehr Auftrieb als bei schwächer
tragfähigem
Material. Die Tragfähigkeit des
Materials hängt
nicht zuletzt von der Art des Bindemittels ab. Zähes Bindemittel macht das Einbaugut tragfähiger als
weiches Bindemittel. Förder-
und Verdichtungsaggregate, Einbaubohle und Asphaltfertiger optimal
auf die Einbauguteigenschaften abzustimmen, ist also von entscheidender
Bedeutung.
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Im
vorderen Teil der Zugmaschine 12 ist ferner eine Materialwanne 26 vorgesehen,
um das zu verarbeitende Einbaugut zu empfangen. Gewöhnlich wird
das Einbaugut mittels eines Kipplasters (nicht dargestellt) in die
Materialwanne 26 abgekippt. Das Einbaugut wird mittels
hier nicht dargestellter Fördereinrichtungen 28 (vergleiche
auch 2) zu einer Querverteileinrichtung 30 befördert.
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Die
Querverteileinrichtung 30 kann durch eine Verteilerschnecke 30 implementiert
sein. Die Verteilerschnecke 30 ist angetrieben, um sich
zu drehen, wie es mit einem Pfeil 31 angedeutet ist.
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Mittels
der Verteilerschnecke 30 wird das Einbaugut auf ein Planum 32 befördert, und
zwar in einer Richtung quer zur Fahrtrichtung F (Richtung senkrecht
zur Figurenebene). Aus diesem Einbaugut wird die zu bildende Belagschicht 34 hergestellt.
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Um
die Höhe
bzw. Dicke der Belagsschicht 34 einzustellen, weist der
Fertiger 10 zugmaschinenseitig Nivellierzylinder 36 und
einen weiteren Zylinder 38 auf. Der Nivellierzylinder 36 ist
mit dem nicht dargestellten Zugpunkt verbunden und kann diesen in vertikaler
Richtung versetzen. Für
diese Einstellung lässt
sich der sogenannte Anstellwinkel der Bohle, und somit indirekt
auch die Belagsdicke, einstellen.
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Um
auch den Einbau von viskosen Materialien realisieren zu können, wird
die Einbaubohle 14 nach den oben erläuterten Kriterien der "Schwimmenden Hohle" betrieben. Ferner
kann die Bohle 14 mittels hydraulischen Hebens oder Senkens
des Zylinders 38 exakt positioniert werden. Der Zylinder 38 ist
an die Auslegerholme 22 gekoppelt. Auf diese Weise kann
die heckseitig angeordnete Bohle 14 als eine Art Presskasten
verwendet werden. Dies bedeutet, dass auf die schwimmenden Eigenschaften
verzichtet wird. Ein vorgelegtes Betonpaket wird dann lediglich
durch das Bohlengewicht selbst, und bedingt auch durch die vorgenannte
Fixierung indirekt unter in Anspruchnahme des gesamten Maschinengewichts,
beim Abstreifvorgang verdichtet. Jedoch kann dabei ein sehr großer Druck
auf den Betonbelag ausgeübt
werden.
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Zwischen
der Verteilerschnecke 30 und der Einbaubohle 14 ist
eine separate Verdichtungseinrichtung 40 angeordnet. Die
separate Verdichtungseinrichtung 40 ist höhenverstellbar,
wie durch einen Pfeil 42 angedeutet. In Fahrtrichtung F
vor der separaten Verdichtungseinrichtung 40 ist eine Abstreifvorrichtung 41 vorgesehen.
Die Abstreifeinrichtung 41 schützt die separate Verdichtungseinrichtung 40 vor Einbaugut,
welches über
die Verteilerschnecke 30 vor der separaten Verdichtungseinheit 40 (quer)
ausgelegt bzw. verteilt wird. Die separate Verdichtungs einrichtung 40 ist
vorzugsweise durch eine bzw. mehrere Pressleisten realisiert, wie
es später
noch ausführlicher
erläutert
werden wird.
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Um
der zusätzlichen
Verdichtungseinrichtung 40 und der Abstreifeinrichtung 41,
welche vorzugsweise durch ein Abstreifblech 41 realisiert
ist, ausreichend Raum zur Verfügung
zu stellen, können eine
oder mehrere Adapterplatten 44 zwischen die Einbaubohle 14 und
die Auslegerholme 22 gekoppelt werden.
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Eine
weitere Maßnahme,
mit der sich die Höhe
der Belagschicht 34 verändern
lässt,
kann alternativ durch einen Doppelkeil 46 realisiert sein,
der aus zwei Keilen 46a und 46b besteht. Einer
der beiden Keile 46a oder 46b ist über einen
Antrieb 48, insbesondere einen Hydraulikzylinder 48,
derart verstellbar, dass sich die Auslegerholme 22 um den
Zugpunkt drehen. Bei dem in 1 dargestellten
Keil 46 erfolgt dies durch eine Änderung der Position des unteren
Keils 46b in horizontaler Richtung.
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Der
Doppelkeil 46 mit zugehörigem
Hydraulikzylinder 48 kann zusätzlich oder alternativ zum
Zylinder 38 vorgesehen werden.
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Zum
Zwecke einer besseren Gewichtsverteilung kann im vorderen Bereich
des Fertigers 10 eine zusätzliche Ballastierung 50 vorgesehen
sein, mit deren Hilfe ein für
das Einbauverfahren ausgeglichener Betriebszustand des Fertigers 10 erreicht
wird.
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Einige
der Elemente, die im Zusammenhang der 1 beschrieben
wurden sind schematisch in 2 dargestellt,
die eine Draufsicht auf den Fertiger 10 der 1 repräsentiert.
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In 2 ist
die Fördereinrichtung 28 dargestellt.
Mit der Fördereinrichtung 28 wird
Einbaugut vom vorderen Bereich des Fertigers 10 in Richtung der
Verteilerschnecke 30, d.h. entgegengesetzt zur Fahrtrichtung
F, transportiert. Wie man in 2 gut erkennt,
ist die Verteilerschnecke 30 derart ausgebildet, dass das
Einbaugut nach außen
in Richtung der seitlichen Ränder
des Fertigers 10 verteilt wird.
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Die
Verdichtungseinrichtung 40 erstreckt sich im Wesentlichen über die
gesamte Breite der zu bildenden Belagsschicht. In Fahrtrichtung
F vor der separaten Verteileinrichtung ist das angeschrägte Abstreifblech 41 angeordnet.
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Die
Ballastierung 50 kann unterhalb der Fördereinrichtung 28 angeordnet
werden.
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3 zeigt
detailliert den Bereich einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden
Erfindung, in dem die Verteilerschnecke 30, die separate
Verdichtungseinrichtung 40, sowie Teile der Auslegerholme 22 und
der Einbaubohle 14 zu sehen sind.
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Die
separate Verdichtungseinrichtung 40 ist bei der Ausführungsform
gemäß der 3 als
doppelte Pressleiste mit den Pressleisten 52 und 54 vorgesehen.
Die Pressleisten 52 und 54 sind an ihrem unteren
Ende leicht angeschrägt.
Auch das Abstreifblech 41 ist an seinem unteren Ende leicht
angeschrägt,
um durch die Verteilerschnecke 30 vorgelegtes Einbaugut
(in 3 nicht dargestellt) besser unter die Pressleisten 52 und 54 leiten
zu können.
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Die
Pressleisten 52 und 54 können hydraulisch betrieben
werden. Sie wird impulsartig hydraulisch beaufschlagt und bleibt
im ständigen
Kontakt mit dem Einbaugut. Dabei wird sie soweit nach unten gedrückt, bis
es zum Kräftegleichgewicht
mit der durch das Einbaugut entgegenwirkenden Kraft kommt.
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Die
treibende Kraft wird durch hochfrequente hydraulische Druckimpulse,
die über
Zylinderkolben auf die Pressleiste geleitet werden, bereitgestellt. Druckimpulse
können
mit einem Drehschieber erzeugt werden. Die Impulsfrequenz liegt
vorzugsweise in der Größenordnung
von 58 bis 68 Hz.
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Die
separate Verdichtungseinrichtung 40 ist höhenverstellbar
an der Halterung der Verteilerschnecke 30 befestigt. Alternativ
kann die separate Verdichtungseinrichtung 40 starr mit
der Halterung der Verteilerschnecke 30 gekoppelt sein.
In diesem Fall ist die Verteilerschnecke 30 jedoch höhenverstellbar
mit dem Tragrahmen 24 der Zugmaschine 12 verbunden.
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Der
bei dem Beispiel der 3 zur Verfügung stehende Raum zwischen
der Verteilerschnecke 30 und der Einbaubohle 14 reicht
hier aus, um eine separate, zusätzliche
Verdichtungseinrichtung 40 zwischen diesen beiden Elementen
vorzusehen. Deshalb sind die in 1 dargestellten
Adapterplatten 44 hier nicht dargestellt.
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Die
Einbaubohle 14 kann ferner die üblichen weiteren Verdichtungselemente
aufweisen. Dies sind: ein Tamper 56, ein Vibrator 58 mit
einem Glättblech 60 und
eine oder mehrere hintere Pressleisten 62 und 64.
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Der
Tamper 56 wird exzentrisch angetrieben. Seine Frequenz
ist variabel einstellbar. Ferner ist der Hub des Tampers 56 variabel
einstellbar, so dass unterschiedliche Verdichtungsgrade erreicht
werden können.
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Der
Vibrator 58 übt über die
Verbindung zu den Glättblechen 60 einen
großflächigen Druck
auf das Einbaugut aus.
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Zu
guter Letzt kann die Bohle 14 z.B. Pressleisten 62 und 64 aufweisen,
die das zu bearbeitende Einbaugut endgültig verdichten.
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Da
mit den Pressleisten 52 und 54 der separaten Verdichtungseinrichtung 40 bereits
eine gute Vorverdichtung erzielt wird, muss der durch die Pressleisten 62 und 64 der
Einbaubohle 14 ausgeübte
Druck nicht mehr allzu groß sein,
so dass die Gefahr von nachträglicher
Schlierenbildung bzw. eine Zerstörung
der Oberflächenbeschaffenheit
durch Ausüben
eines großen
vertikalen Drucks verringert und sogar eliminiert werden kann.
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Die
Verringerung des auszuübenden
Abschlussdrucks macht sich insbesondere auch bei viskosen Einbaugütern bemerkbar.
In diesem Fall kann die durch die Einbaubohle 14 hervorgerufene
Kraft erheblich reduziert werden, so dass sie nicht mehr in das
viskose Einbaugut einsinkt.
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Gemäß einer
alternativen Ausführungsform der
Erfindung, wie sie in 4 dargestellt ist, wird zusätzlich ein
Gehäuse 66 vorgesehen,
welches die separate Verdichtungseinrichtung 40 vor Einbaugut schützt, welches
von oben auf die separate Verdichtungseinrichtung 40 fallen
könnte.
Zwischen dem Gehäuse 66 und den
Auslegerholmen 22 bzw. den hier, alternativ, vorgesehenen
Adapterplatten 44 und der Einbaubohle 14 ist ein
Raum 68 für
eine zusätzliche Materialzuführung geschaffen.
Der gewöhnliche
Materialzufluss ist in 4 mit 70 bezeichnet.
Der zusätzliche
Materialzufluss ist mit 72 bezeichnet.
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Man
erkennt in 40 deutlich, dass hinter der
separaten Verdichtungseinrichtung 40 eine erste Einbaugutschicht
ausgebildet ist, die vorverdichtet ist. Auf diese vorverdichtete
Einbaugutschicht wird über
dem zweiten Materialzufluss 72 weiteres Einbaugut zugeführt, welches
weniger stark bis gar nicht verdichtet ist. Die Einbaubohle 14 verdichtet
nachfolgend beide Schichten, um eine doppelschichtige Belagschicht 34 zu
bilden.
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Die
Dichteverhältnisse
sind in 4 stark schematisiert durch
kleine Punkte dargestellt. Weitere separate Verdichtungseinrichtungen 40 könnten für eine mehrlagige
Belagsschicht vorgesehen werden.
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Es
versteht sich, dass die separate Verdichtungseinrichtung 40 nicht
nur durch eine oder mehrere Pressleisten 52 bzw. 54 realisiert
werden kann. Auch andere bekannte Verdichtungseinrichtungen können verwendet
werden. Jedoch hat sich die Verwendung von Pressleisten als besonders
vorteilhaft herausgestellt, da damit besonders gute Verdichtungsergebnisse
erzielt werden können.
Außerdem können Verdichtungen über die
gesamte Breite der Belagsschicht 34 wünschenswert sein.
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In 5 ist
ein weiterer Fertigertyp stark schematisiert dargestellt und wird
generell mit 90 bezeichnet werden.
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Der
in 5 dargestellte sogenannte Gleitschalungsfertiger 90 dient
insbesondere zum Einbau von Betonbelägen. Der Gleitschalungsfertiger 90 weist
ebenfalls einen Tragrahmen 24 auf, an dem eine Querverteileinrichtung 30,
insbesondere eine Verteilerschnecke 30, angeordnet ist.
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Anstatt
einer (schwimmenden) Bohle 14 (vergleiche 1 bis 4)
ist hier ein sogenannter Presskasten 92 vorgesehen. Der
Presskasten 92 kann mit einer Druckplatte 94 versehen
sein. Gewöhnlicherweise übt der Presskasten 92 lediglich eine
Kraft senkrecht zum Planum 32 durch das auf ihn wirkende
Gewicht und durch sein Eigengewicht aus.
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Wie
zuvor bei dem Straßenfertiger 10 wird zwischen
der Querverteileinrichtung 30 und dem Presskasten 92 eine
separate Verdichtungseinrichtung vorgesehen, die optional mit einer
Abstreifeinrichtung 41 versehen sein kann.
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Die
Funktionsweise des Einbaus ist ähnlich zu
der, wie sie im Zusammenhang mit den 1 bis 4 erläutert wurde.
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Die
Querverteileinrichtung 30 legt der separaten Verdichteinrichtung
Einbaumaterial 96 vor. Die separate Verdichtungseinrichtung 40 verdichtet
vorab das Einbaumaterial, welches anschließend von dem Presskasten 92 weiter
verdichtet wird, um die endverdichtete Belagschicht 98 zu
bilden.
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In 6 ist ähnlich der 2 eine
stark schematisierte Draufsicht auf den Gleitschalungsfertiger 90 der 5 gezeigt.
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Man
erkennt wiederum die sequentielle Anordnung der Verteilerschnecke 30,
des Abstreifblechs 41, der aus Pressleisten 52 und 54 bestehenden
separaten Verdichtungseinrichtung und des Presskastens 92.
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Es
versteht sich, dass die Fertiger der Erfindung mit einer fest positionierten
Bohle derart betrieben werden können,
dass die Einbaubohle die Funktionsweise eines Presskasten hat. Die
anderen grundsätzlichen
Eigenschaften der Arbeitsweise eines Fertigers, wie z.B. eine Einbaugutaufnahme
sowie eine Einbaugutförderung
längs und
quer, bleiben erhalten.
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Pressleistenanlagen
können
aus einer oder mehreren separaten Pressleisten bestehen. Der Antrieb
für eine
solche Pressleistenanlage kann über ein
eigenes Antriebssystem oder über
eine Verbindung zur Bohle erfolgen.
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Die
separate Verdichtungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
ist ferner an einer bereits vorhandenen Verstelleinrichtung koppelbar, mit
der die Höhenverstellbarkeit
der Verteilerschnecke gewährleistet
wird.