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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fugensanierungsmaschine gemäß Oberbegriff desAnspruchs 1 und ein Verfahren zu deren Betrieb sowie deren Verwendung, insbesondere in der Straßenbautechnik, wie bspw. der Sanierung.
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Fräsen beim Straßenbau
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Das Abfräsen ist ein Straßenbautechnikverfahren und dient dazu Straßenbefestigungen (wie bspw. Asphalt oder Beton) abzutragen. Der Abtrag erfolgt dabei mit Hilfe einer rotierenden Fräswalze, die mit Fräswerkzeugen (wie bspw. Meißeln) besetzt ist.
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Man unterscheidet beim Abfräsen im Straßenbau zwei Varianten: der Warmfräs- und der Kaltfrästechnik.
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Die Wärmfrästechnik setzt sich aus dem Erwärmen und anschließenden Abfräsen der Asphaltschicht zusammen.
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Die Kaltfrästechnik verzichtet auf ein Aufwärmen der Fahrbahnoberfläche, wobei die Fräswerkzeuge gegenüber der Wärmfrästechnik mehr Härte besitzen müssen.
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Die größte Härte der Werkzeuge ist beim Betonfräsen erforderlich, wobei in den meisten Fällen des Betonfräsens eine rotierende Fräswalze oder ein Bohrhammer mit Meißeln zum Einsatz kommt. Dabei wird durch den großen Druck, den der Meißel mit seiner Spitze auf eine Fahrbahndecke im Straßenbau aufbringt, ein Abplatzen der oberen Schichten erreicht. Je nach Tiefeneinstellung und Anzahl der Meißel erfolgt ein Abplatzen kleinerer oder größerer Teile. Die Anzahl der Meißel ist sehr entscheidend für das sich ergebende Fräsbild. Wird die Frästrommel mit wenigen Meißeln bestückt, ergibt sich ein grobes Fräsbild, und mit vielen Meißeln entsprechend ein feineres Fräsbild (Fräsrillen).
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Eine andere Art der Oberflächenbearbeitung ist das Fräsen mit einer Lamellenfräse, die ein feineres Fräsbild erzeugt. Bei diesem Verfahren werden lose auf einem Rohr gelagerte Lamellen (wie bspw. Sternlamellen) über die Oberfläche geführt, so dass die Spitzen gerade noch auf den Untergrund einwirken können. Hierbei tritt ebenfalls ein Abplatzen der Oberfläche ein, was jedoch im Vergleich zum Fräsen mit Meißeln wesentlich feineres Fräsbild ergibt. Dieses Verfahren wird beispielsweise zum Entfernen von Beschichtungen und zum Aufrauen von Oberflächen als Vorbereitung für Lackierarbeiten eingesetzt.
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Vorteil des Fräsens ist der rasche Bauablauf und die gezielte und präzise Abtragung von Fahrbahnschichten. Die Gründe für das Fräsen von Straßenbefestigungen können vielfältig sein. Auf diesem Weg lässt sich beispielsweise eine beschädigte Fahrbahndecke abtragen und so die geforderte Griffigkeit und Ebenheit wiederherstellen. Auf einen kompletten Ausbau und anschließenden Neueinbau der Straßenbefestigung kann verzichtet werden.
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Das Fräsen eignet sich auch für das Entfernen von Fahrbahnmarkierungen oder zum Abtragen kleinflächiger Schadstellen. In diesem Fall kommt die so genannte Feinfrästechnik zur Anwendung.
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Das Fräsgut (Asphaltgranulat) kann unter der Voraussetzung, dass der Ausbauasphalt frei von Fremdstoffen und gesundheitsschädlichen Substanzen, wie beispielsweise Teer ist, nach dem Ausbau wiederverwendet werden.
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(Felix Kern: Faszination Straßenbau, Motorbuch Verlag, 2005, ISBN 3-6130-2499-3)
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Aus der
DE 10 2008 008 260 A1 ist ein Verfahren zum Fräsen einer Tagebaufläche oder zum Abfräsen von Schichten einer Verkehrsfläche aus Asphalt oder Beton bekannt mit einer die Bodenoberfläche abarbeitenden Fräsmaschine durch Fräsen der Bodenoberfläche entlang einer vorgegebenen Frässpur vorgegebener Länge, durch Transportieren des Fräsgutes über eine Fördereinrichtung zu mindestens einem Behälter eines neben der Fräsmaschine mitfahrenden Lastkraftwagens mit einem vorgegebenen maximalen Ladevolumen je Ladung und durch Ersetzen eines vollständig beladenen Lastkraftwagens durch einen unbeladenen, wenn das maximale Ladevolumen einer Lastkraftwagen-Ladung erreicht ist, dabei ist vorgesehen, dass das Berechnen des sich über die Länge der aktuellen Frässpur ergebenden maximalen Gesamt-Ladevolumens in Abhängigkeit der aktuellen effektiven Arbeitsbreite und einer in Bezug auf eine vorgegebene, vorzugsweise maximale Fräsleistung optimierten Frästiefe, das Berechnen der Anzahl der für das maximale Gesamt-Ladevolumen einer Frässpur erforderlichen Lastkraftwagen-Ladungen, das Festlegen eines effektiven Gesamt-Ladevolumens der aktuellen Frässpur, das sich aus dem Volumen der nächstliegenden ganzzahligen Anzahl von Ladungen ergibt, und das Anpassen des einstellbaren Gesamt-Fräsvolumens der Fräsmaschine über die Länge der Frässpur an das effektive Gesamt-Ladevolumen, das eine ganzzahlige Anzahl von Ladungen ergibt.
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Aus der
DE 102 34 661 A1 ist eine Einrichtung zur Trommelmitnahme für Bodenfräsen, insbesondere einer Meißelfräse, die zum Fräsen von Bodenoberflächen, insbesondere von Straßen, Geschossflächen oder dergleichen Flächen aus Beton, Asphalt oder ähnlichen Flächen, einsetzbar ist, bekannt, wobei das Fräsen mittels einer mit horizontaler Drehachse vorgesehener Frästrommel erfolgt, die mit der Antriebswelle befestigt ist und wobei die mit der Frästrommel verbundenen Meißel beim Fräsen in Fahrtrichtung gegen die zu fräsende Bodenoberfläche schlagen, während die Fräsmaschine langsam vorwärts fährt, wobei die Mitnahme der Frästrommel mit einer Antriebswelle der Fräsmaschine als Überholkupplung vorgesehen ist.
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Aus der
DE 198 22 223 A1 sind Betonfräsen zum Fräsen von, insbesondere beschichteten, Beton- oder Estrichböden, mit in einem Fräskopfschach angeordneten Fräskopf sowie einer Staubabsaugung für Staub und Fräsgut bekannt, wobei die Absaugung von beim Fräsen entstehenden Staub und Fräsgut verbessert und die Standzeit des Fräskopfes erhöht ist, indem der Fräskopfschacht eine dem Fräskopf angepasste, gewölbte Kontur aufweist.
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Die
DE 198 34 072 A1 offenbart ein Verfahren zur Sanierung von Setzungen des Untergrundes von festen Fahrbahnen, welches vorsieht, zunächst definierte Grenzflächen zwischen oder innerhalb der Schichten der festen Fahrbahn zu schaffen und dann den von diesen Flächen begrenzten Raum zu verfüllen, oder sogar vermehrt Material aus der festen Fahrbahn oder aus dem Untergrund unter der festen Fahrbahn auszutragen und damit einen vergrößerten Arbeitsraum zu schaffen, der nach dem Justieren der festen Fahrbahn oder zum Zwecke der Justierung selbst verfüllt wird. Die Fahrbahn muss dann kaum über die Sollhöhe angehoben werden und es treten keine Probleme wegen der Verfüllung schmaler Hohlräume auf. Fräsen können bei der Trennung der Schichten der festen Fahrbahn helfen und gleichzeitig auch die definierten Grenzflächen erzeugen, die einen Raum definieren, der durch abbindendes (z. B. Beton) oder nicht abbindendes Material (z. B. Sand) als Ausgleichsschicht später maß-genau aufgefüllt wird.
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Die
DE 198 59 821 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtungen für den Tunnelbau, bei denen eine Schlitzfräse zum Fräsen eines Schlitzes vorgesehen ist, welche vorne ein Werkzeug für den Materialabtrag aufweist und dahinter über eine Entfernungseinrichtung verfügt, mit der Material entfernt werden kann. Die Arbeitsweise der genannten Vorrichtung kann mit materialabtragenden Geräten synchronisiert werden.
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Aus der
DE 102 23 819 A1 ist eine selbstfahrende Fräsmaschine zum Bearbeiten von Bodenoberflächen mit einem Maschinenrahmen, einer an dem Maschinenrahmen gelagerten Fräswalze, mindestens einer an dem Maschinenrahmen angeordneten Transporteinrichtung, die das abgefräste Material von der Fräswalze an einer Übergabestelle übernimmt, sowie mit einer Absaugeinrichtung für die mit Stäuben und Dämpfen verunreinigte Luft, wobei das abgefräste Material auf der mindestens einen Transporteinrichtung von einem Kanal umschlossen ist, ist vorgesehen, dass der Kanal in zwei Kanalabschnitte unterteilt ist, dass die Absaugeinrichtung an den ersten Kanalabschnitt des Kanals stromabwärts der ersten Übergabestelle angeschlossen ist und die beim Fräsen verunreinigte Luft an der Fräswalze und in dem ersten Kanalabschnitt im Wesentlichen in Materialtransportrichtung absaugt.
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Die
DE 76 38 530 U offenbart eine Maschine zum Ausfräsen von Nuten oder vertieften Flächen in Straßendecken zur Aufnahme von Markierungen mit einem Antriebsmotor und einem Fahrwerk, einem Maschinenrahmen, einer an dem Maschinenrahmen gelagerten Abtragvorrichtung, mindestens einer an dem Maschinenrahmen angeordneten Transporteinrichtung, die das abgetragene Material von der Abtragvorrichtung an einer Übergabestelle übernimmt, sowie mit einer an dem Maschinenrahmen angeordnete Absaugeinrichtung für die mit Stäuben und Dämpfen verunreinigte Luft sowie Teile des abgetragenen Materials, wobei das abgetragene Material in der Transporteinrichtung von einem Kanal umschlossen ist, die Absaugeinrichtung an der ersten Übergabestelle angeschlossen ist und die beim Abtragen verunreinigte Luft sowie Teile des abgetragenen Materials an der Abtragvorrichtung in dem Kanal im Wesentlichen in Materialtransportrichtung absaugbar sind, wobei der Abtragvorrichtung eine an dem Maschinenrahmen angeordnete Abtasteinheit (Scannereinheit) in Fahrtrichtung vorgelagert ist, wobei die Abtasteinheit (Scannereinheit) in Richtung
Y orientiert ist und die Transporteinrichtung und die Absaugeinrichtung in dem Kanal verlaufen, der in einen gemeinsamen Auffangbehälter mündet, der vom Maschinenrahmen getragen wird.
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Alternativen zum Fräsen im Straßenbau
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Als Alternativen zum Fräsen im Straßenbau kommen Säg- oder Stemmwerkzeuge zum Einsatz.
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Für das Trennen und das Herstellen von (Schein)Fugen in Beton werden spezielle Betonsägen verwendet. Das Trennblatt wird dabei mit Wasser gekühlt. Haupteinsatzgebiet der Betonsäge liegt im Betonfahrbahnbau, da hier in festen Abständen die Betondecke mit Längs- und Querfugen versehen werden muss, um ein unkontrolliertes Entstehen von Rissen zu vermeiden.
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Das am häufigsten verwendete Stemmwerkzeug im Straßenbau ist der Drucklufthammer, wie bspw. ein Hydraulikhammer, bei dem ein Kolben durch Luft angetrieben einen Impuls auf ein Werkzeug, wie bspw. den Meißel, überträgt. Die Druckluft wird dabei durch einen motorgetriebenen Kompressor erzeugt und dem Hammer über einen Verbindungsschlauch zugeführt.
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Fugenverfüllung beim Straßenbau
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Zur Sanierung ab-/aufgefräster Fugen kommen im Straßen und Wegebau verschiedene Fugenfüllstoffe zum Einsatz.
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Bekannte Fugenfüllstoffe sind bspw. Teer- oder Wachs- haltige Gemische, die sich im erwärmten Zustand gut in die ab-/aufgefräster Fugen vergießen lassen und im vergossenen Zustand beim Abkühlen aushärten.
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Gegenüber der Fugenverfüllung mit Zement, Beton oder Gips haben die Teer- oder Wachs- haltige Gemische den Vorteil, dass sie im verarbeiteten, ausgehärteten Zustand elastischer sind und diese Elastizität noch durch das Mischungsverhältnis des Gemisches einstellbar ist.
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Der Nachteil gegenüber der Fugenverfüllung mit Zement, Beton oder Gips besteht jedoch darin, dass Energie aufgewendet werden muss, um die Teer- oder Wachs- haltige Gemische vor dem Vergießen zu erwärmen. Hinzu kommt, dass eine gewisse Gesundheitsgefährdung bei der Verarbeitung durch ausgasende Kohlenwasserstoffe auftreten kann.
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Die
DE 697 16 723 T2 offenbart bspw. ein Beschichtungs- und Baumaterial umfassend natürliche Wachse (in Form von Paraffin, als erdölbasierter, natürlicher Bestandteil) und ein synthetisches Wachs (in Form verschieden Polymeren als synthetischer Bestandteil).
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Die objektive Aufgabe gemäß
DE 697 16 723 T2 besteht darin, die Härte (den Schmelzpunkt) von Paraffinwachs zu bewirken / zu beeinflussen.
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Gemäß
DE 697 16 723 T2 erfolgt ein Beimischen von verschiedenen Polymeren und anderen Substanzen zu dem Parafinwachs, so dass ein polymermodifiziertes Wachs vorliegt, wobei das Wachsmaterial so weitgehend mit umweltneutralen Additiven modifiziert ist, dass es als ein hartes Material erscheint und das es einen Penetrationswert unter 6, bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 4 [nach dem ASTM- Standard D1321] bzw. einen Schmelzpunkt über 70°C, bevorzugt im Bereich von 80 bis 120°C aufweist, wobei reines Parafinwachs nach dem ASTM- Standard D1321 einen Penetrationswert im Bereich von 30 bis 60 besitzt.
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Vermittels der technischen Lösung gemäß
DE 697 16 723 T2 wird ein modifiziertes Paraffinwachs mit beigemischtem Polymer (verschiedenster Art) in Form von Hartwachsen bereitgestellt, die je nach Polymer / Polymeranteil eine Vielzahl von Verwendungsmöglichkeiten dieses Hartwachses eröffnen, wie insbesondere:
- - Herstellung gegossener Formen, gegossener dünner Schichten (bspw. als Rand einer Trinktasse) sowie von Heißschmelz-beschichtungen (schützende, imprägnierende Funktionalität auf Oberflächen, insbesondere für Beton- oder Holzoberflächen bzw. zum Korrosionsschutz von Leitungsrohren aus Metall),
- - Beschichtung von diversen Artikeln, von Partikeln (bspw. Metallpartikel) sowie von Mineralfasern (bspw. Polyesterfasern),
- - Bindemittelfunktion für zugemischte Verstärker oder Füllmaterialien,
- - Herstellung von Form- und Beschichtungsmaterial für Metallgusstechniken (Gusskerne oder Gussformkörper),
- - Herstellung von Blöcken oder Platten aus einer Mischung aus Sandkörnern und Wachs für Filtermaterialien,
- - Herstellung von Düngemittel (das Wachsmaterial wird dabei durch Mikroorganismen der Erde abgebaut und dabei in Dünger umgewandelt) und
- - Herstellung für Einkapselung von Unkrautvernichtern (zur zeitlich verzögerten, dosierten Abgabe der Unkrautvernichter in die Umgebung).
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Bevor die ab-/aufgefrästen Fugen bei ihrer Sanierung mit einer Fugenfüllmasse verfüllt werden können, ist es notwendig, die durch das Fräsen vorliegenden Rückstände aus / von der gefrästen Fuge und deren Umgebung zu beseitigen, damit nicht verbleibende lose Partikel eine minderwertige Haftung des eingefüllten Fugenfüllstoffes in der Fuge bewirken können.
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Reinigen beim Straßenbau (Kehren und Saugen)
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Die 10 2004 022 120 A1 offenbart Vorrichtung zur Reinigung kommunaler Einrichtungen im Straßenbereich, die eine Reinigung von straßenseitig vorgesehenen Schmutzfängern und während der Fahrt von einem Schmutzfang zum nächsten ein Kehren der Straße ermöglicht. Diese Vorrichtung umfasst ein mit einem evakuierbaren Abfuhrbehälter versehenes Saugfahrzeug, an dem eine Schmutzfangreinigungseinrichtung mit einer an den Abfuhrbehälter anschließbaren, in den zu reinigenden Schmutzfang absenkbaren Saugleitung und eine Straßenkehreinrichtung mit einer ihren Kehrorganen zugeordneten, an den Abfuhrbehälter anschließbaren Saugleitung angebracht ist, und das einen Bedienungsstand mit Schalt- und Steuerelementen zum Führen des Saugfahrzeugs sowie zur Steuerung der Organe der Schmutzfangreinigungseinrichtung und der Straßenkehreinrichtung aufweist. Weitere selbstaufnehmende Kehrfahrzeuge sind u.a. aus
DE 90 04 057 U1 ,
DE 73 38 188 U sowie
DE 7319 360 U bekannt.
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Aus der
DE 39 10 834 C1 ist eine Einrichtung an einem Transportfahrzeug zum Aufbringen eines blasenden oder saugenden Luftstroms auf Verkehrsflächen bekannt, der eine Bodendüse umfasst, welche über einen Luftschacht mit einem auf dem Fahrzeug aufgebauten Ventilator verbunden ist.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Fugensanierungsmaschine und Verfahren zur deren Betrieb anzugeben, welche die Nachteile des Standes der Technik vermeiden und eine automatsche Fugensanierung bspw. in Straßen, Wegen oder Plätzen, insbesondere von Pflasterbelägen ermöglichen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des 1. und und die Merkmale des 9. Patentanspruchs gelöst. Weitere günstige Ausgestaltungsmöglichkeiten der Erfindung sind in den nachgeordneten Patentansprüchen angegeben.
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Die selbstfahrende automatische Fugensanierungsmaschine umfasst einen Antriebsmotor und einem Fahrwerk sowie einen Maschinenrahmen.
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Der Maschinenrahmen umgibt / lagert eine CNC- gesteuerte Abtragvorrichtung (bspw. in Form einer Fräsvorrichtung, wie einer Fräswalze oder einem in einem Fräskopfschacht angeordneten Fräskopf), mindestens eine Transporteinrichtung, die das abgefräste Material von der Abtragvorrichtung (bspw. der Fräswalze oder dem Fräskopf) an einer Übergabestelle übernimmt, sowie eine Absaugeinrichtung für die mit Stäuben und Dämpfen verunreinigte Luft sowie Teile des abgetragenen (bspw. abgefrästen) Materials, wobei das abgetragene (bspw. abgefräste) Material in der Transporteinrichtung von einem Kanal umschlossen und die Absaugeinrichtung an der ersten Übergabestelle angeschlossen ist, um die beim Fräsen verunreinigte Luft sowie Teile des abgetragenen (bspw. abgefrästen) Materials an der Abtragvorrichtung (bspw. der Fräsvorrichtung in Form der Fräswalze oder des Fräskopfs) in dem Kanal (33) im Wesentlichen in Materialtransportrichtung abzusaugen.
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Wesentlich dabei ist, dass der Abtragvorrichtung eine an dem Maschinenrahmen angeordnete Scannereinheit in Fahrtrichtung vorgelagert ist, wobei die Scannereinheit in Richtung des zu bearbeitenden Belages der Straße, des Weges oder des Platzes orientiert ist und dass die selbstfahrende automatische Fugensanierungsmaschine mit einer an dem Maschinenrahmen angeordneten, programmierbaren CNC-Einheit zur Steuerung der Abtragvorrichtung (bspw. Fräsvorrichtung in Form der Fräswalze oder des Fräskopfs) versehen ist, welche über einen Computer datenleitend mit der der Abtragvorrichtung verbunden ist, um diese zu steuern.
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Im Rahmen der Erfindung liegt auch, dass als CNC- gesteuerte Abtragvorrichtung an Stelle der Fräswalze oder des Fräskopfes ein Säg-, Bohr- oder Stemmwerkzeug mit der CNC- Einheit verbunden ist.
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Als Sägewerkzeug kommt vorteilhaft eine Betonsäge mit einem Wassergekühlten Trennblatt zum Einsatz, welche CNC- gesteuert ist.
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Als Stemmwerkzeug kommt vorteilhaft ein CNC- gesteuerter Hydraulikhammer mit einem motorgetriebenen Kompressor und einem Meißel zum Einsatz, wobei der Hammer über einen Verbindungsschlauch mit dem Kompressor in Verbindung steht.
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Die Transporteinrichtung und die Absaugeinrichtung verlaufen in dem Kanal, der in einen gemeinsamen Auffangbehälter mündet, der vom Maschinenrahmen getragen wird, wobei eine von Belag der Straße oder Weg führende Strömung im Kanal erzeugbar ist, bspw. durch einen starken Ventilator.
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Weiterhin wesentlich ist, dass der CNC- gesteuerten Abtragvorrichtung (bspw. der Fräswalze oder dem Fräskopf) in Fahrtrichtung eine Dosiereinrichtung mit einem Mischer und Lagerbehältern für die Komponenten des Fugenfüllstoffes nachgeordnet ist, wobei diese ebenfalls vom Maschinenrahmen (1) getragen werden.
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Die Dosiereinrichtung und der Mischer sind vorteilhaft temperierbar, so dass auch zu vermischende Fugenfüllstoffe beim bestimmungsgemäßen Einsatz der Fugensanierungsmaschine verwendet werden können, die aufgeschmolzen werden müssen, wie bspw. Bitumen- oder Wachshaltige Gemische.
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Der Dosiereinrichtung kann in Fahrtrichtung gesehen ein Abstreubehälter nachgeordnet sein, wobei vorteilhaft ein Schredder materialleitend zwischen dem Auffangbehälter und dem Abstreubehälter angeordnet ist.
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Die Scannereinheit ist vorteilhaft ein optischer 2D- oder 3D- Scanner ist.
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Die CNC-Einheit ist vorteilhaft mittels des Computers oder per Hand programmierbar.
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Die Fräswalze oder der Fräskopf ist vorteilhaft ein CNC- steuerbarer Schlitzfräser.
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Die Abtragvorrichtung, die Transporteinrichtung und die Absaugeinrichtung, der Auffangbehälter, die Dosiereinrichtung, der Mischer, die Lagerbehälter, der Abstreubehälter und der Schredder sind vorteilhaft durch den Computer steuerbar, wobei die zuvor stehend genannten, vom Maschinenrahmen umgebenen Einzelbauteile der Fugensanierungsmaschine datentleitend mit dem Computer verbunden sind, so dass eine Steuerung und Regelung dieser ermöglicht ist. Im Rahmen der Erfindung liegt aber auch, dass diese Regelung von Hand vorgenommen werden kann.
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Bei dem Verfahren zur Sanierung von Fugen in einem Belag einer Straße, eines Weges oder eines Platzes wird die zuvor stehend beschriebene Fugensanierungsmaschine eingesetzt, in dem diese über die Straße oder den Weg gefahren wird und dabei zunächst die zu sanierende Fugen innerhalb des Belages mit der Scannereinheit detektiert werden. Die von der Detektionseinheit aufgenommenen Detektionsinformationen der Scannereinheit werden über eine Datenleitung an die CNC-Einheit weitergeleitet, um diese zu steuern. Dabei kann ein Computer zwischengeschaltet sein, um die Steuersignale für die CNC- Einheit zu verarbeiten und verarbeitet bereitzustellen. Die Eingabe der Steuersignale der CNC- Einheit kann aber auch von Hand erfolgen.
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Die CNC- Einheit steuert die Bewegung der Abtragvorrichtung (bspw. der Fräswalze oder des Fräskopfs, so wie aus dem Stand der Technik bekannt), so dass definierte Ausnehmungen innerhalb des Belages in der zu sanierenden Fuge gemäß der Detektionsinformationen der Scannereinheit abgetragen (bspw. gefräst) werden.
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Während und/oder nach dem Abtragen (bspw. Fräsen) wird durch die Transporteinrichtung und die Absaugeinrichtung das abgetragene Gut (bspw. Fräsgut) weggefördert / abgesaugt und über den Kanal in den Auffangbehälter befördert.
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Nach dem erfolgten Wegfördern / Absaugen des abgetragen Gutes (bspw. des Fräsgutes) wird mit der Dosiereinrichtung ein Füllstoff maß-genau in die gefrästen Fugen eingefüllt.
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Dabei kann die Dosiereinrichtung vom Computer gesteuert werden. Die Eingabe der Steuersignale der Dosiereinrichtung kann aber auch von Hand erfolgen.
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Der Füllstoff wird vorteilhaft dazu zuvor durch den Mischer aus seinen Komponenten durch Vermischen zubereitet, wobei die Komponenten aus den Lagerbehältern in den Mischer eingeleitet werden. Vorteilhaft wird dabei ein Füllstoff aus mehreren Komponenten mit einer schnellen Frühfestigkeit eingesetzt.
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Im Rahmen der Erfindung liegt auch der Einsatz eines Füllstoffs in Form eines hartwachs- basierten Granulast mit oder ohne Zuschläge eingesetzt werden.
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Die Steuerung und Regelung sämtlicher Verfahrensschritte erfolgt vorteilhaft computergestützt. Im Rahmen der Erfindung liegt aber auch, dass diese Steuerung und Regelung einzelner Schritte oder aller Schritte von Hand erfolgen kann.
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Nach dem Verfüllen der Fugen mit dem Füllstoff kann das abgetragene Gut (bspw. Fräsgut), das zuvor durch den Schredder granuliert wurde, auf die frisch verfüllten Fugen aufgebracht werden. Dies kann durch den Abstreubehälter oder auch von Hand erfolgen.
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Das als Füllstoff eingesetzte zweikomponentige, schnell an der Luft aushärtende / austrocknende Material kann ein synthetisches Wachs in Form von Polymeretylenwachs, welches allein oder in Kombination mit einem natürlichen Wachs in Form von Carnaubawachs (pflanzliches Wachs) und / oder in Kombination mit einem natürlichen Wachs in Form von Montanwachs (fossile Erden) sein, bspw. ein hartwachs- basiertes Granulat).
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Das hartwachs- basierte Granulat liegt dabei in Form von gebrochenem oder rundem Korn vor und ist bspw. in Kugelmühlen oder Brechern gemäß dem Stand der Technik zur Herstellung von Stein- oder Kunststoffgranulaten herstellbar.
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Die Korngröße des hartwachs- basierten Granulats beträgt vorteilhaft zwischen 0,1 mm und 2 mm.
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Nach dem Aufschmelzen (Temperatur größer als 125°C) geht das hartwachs- basierte Granulat in eine einheitliche, form- und gießbare Masse über, welche bis zu 400°C eine breiige Konsistenz besitzt.
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Das hartwachs- basierten Granulat kann (bei Temperaturen unter 120°C) als Füllstoff mit gekörnten, mineralischen Zuschlägen innig vermischt vorliegen und ein hartwachs- basiertes / -gebundenen Füllstoffgranulat in ausbilden.
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Die gekörnten, mineralischen Zuschlägen (welche eine gute Temperaturverträglichkeit bis 500°C aufweisen) liegen dabei in Form von gebrochenem oder rundem Korn, wie bspw. Sand, Kies, Quarz, Lava, Schlacke, Glas, Bims; Lehm, Liapoor usw. vor und besitzen ebenfalls eine Korngröße zwischen 0,1 mm und 2 mm welche zur Korngröße des hartwachs- basierten Granulats korrespondierend oder (je nach Verwendungszweck) auch verschieden ist.
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Das hartwachs- basierte Granulat oder das hartwachs- basierte / - gebundene Fugenfüllstoffgranulat kann als Schüttgut oder Mörtel heiß verarbeitet werden, wobei das Hartwachs den konventionellen Zement als Bindemittel in verschiedenen Baustoffen ersetzt.
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Der Vorteil des erfindungsgemäßen hartwachs- basierten Granulats besteht darin, dass es einen hohen Flammpunkt (> 400°C), einen hohen Siedepunkt (> 300°C) und einen Schmelzpunkt > 100°C bei einer hohen Wärmerückhaltekapazität aufweist und dadurch eine gegenüber dem Stand der Technik bessere Verarbeitbarkeit bei hohen Temperaturen über vergleichsweise längere Zeitspannen (bspw. beim Vergießen von Fugen) ermöglicht.
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Die aus dem hartwachs- basierten Granulat oder aus dem hartwachsbasierten / -gebundenen Fugenfüllstoffgranulat hergestellten Produkte, insbesondere der Fugenfüllstoff für das beschriebene Verfahren, sind wasserdicht, selbsttragend, rückbaubar und resistent gegen Säuren und wirken verklebt als Isolator oder Wärmedämmung. Solche Produkte können bspw. auch sein:
- • Fußböden in Tierställen oder an Tankstellen
- • Estriche, Abdichtungen, Fugenmassen, Reparaturmassen
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Die Fugensanierungsmaschine und das Verfahren unter Verwendung dieser Maschine ist besonders von Vorteil für die Sanierung oder Neubehandlung von Belägen von Straßen, Wegen oder Plätzen in Form von Pflaster (bspw. Granit-, Naturstein- oder Beton- Pflaster) oder Natur- bzw. Kunststeinbelägen. Aber auch bei gezielt angelegten Dehnungsfugen in Straßen, Wegen, Plätzen, an Brückenanschlussstellen o.ä. ist der Einsatz der selbstfahrenden, automatischen Fugensanierungsmaschine und des Verfahrens unter Verwendung dieser Maschine sehr vorteilhaft gegenüber bisher bekannten Lösungen zur Sanierung oder Neubehandlung dieser Dehnungsfugen.
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Vorteilhaft ist dabei gegenüber dem Stand der Technik insbesondere, dass die Sanierung selbstfahrend und weitgehend automatisch erfolgt, was insbesondere bei Pflasterbelegen mit den zahlreichen Fugen sehr günstig gegenüber der bisherigen Handarbeit ist.
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Durch den hohen Grad an Mechanisierung und Automatisierung gewährleist die Fugensanierungsmaschine und das Verfahren unter Verwendung dieser Maschine eine hohe Qualität bei der Sanierung oder Neubefüllung von Fugen in Belegen von Straßen, Wegen und Plätzen mit verschiedensten Füllstoffen. Durch die unterschiedliche Wahl der verschiedensten Füllstoffe können dabei unterschiedlich gewünschte Eigenschaften der Fugen nach deren befüllen mit dem Füllstoff gezielt eingestellt werden.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand des Ausführungsbeispiels und der Figur näher erläutert, ohne auf diese beschränkt zu werden. Dabei zeigt:
- 1: Schematische Darstellung der Ausführungsform einer Fugensanierungsmaschine.
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Die in 1 dargestellte selbstfahrende, automatische Fugensanierungsmaschine umfasst einen Antriebsmotor (7) und ein Fahrwerk (8) sowie einen Maschinenrahmen (1).
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Dieser Maschinenrahmen (1) lagert eine Fräswalze (2) oder einen in einem Fräskopfschacht (21) angeordneten Fräskopf (22).
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An dem Maschinenrahmen (1) ist mindestens eine Transporteinrichtung (3) angeordnet, die das abgefräste Material (31) von der Fräswalze (2) oder dem Fräskopf (22) an einer Übergabestelle (32) übernimmt.
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An dem Maschinenrahmen (1) ist ebenfalls eine Absaugeinrichtung (4) für die mit Stäuben und Dämpfen verunreinigte Luft sowie Teile des abgefräste Materials (31) angeordnet, wobei das abgefräste Material (31) in der Transporteinrichtung (3) von einem Kanal (33) umschlossen ist, die Absaugeinrichtung (4) an der ersten Übergabestelle (32) angeschlossen ist und die beim Fräsen verunreinigte Luft sowie Teile des abgefräste Materials (31) an der Fräswalze (2) oder dem Fräskopf (22) in dem Kanal (33) im Wesentlichen in Materialtransportrichtung absaugt.
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Der Fräswalze (2) oder dem Fräskopf (22) ist eine an dem Maschinenrahmen (1) angeordnete Scannereinheit (11) in Fahrtrichtung X vorgelagert, wobei die Scannereinheit (11) in Richtung Y (in Richtung des Belags der Straße, des Weges oder des Platzes) orientiert ist.
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An dem Maschinenrahmen (1) ist darüber hinaus eine CNC-Einheit (12) zur Steuerung der Fräswalze (2) oder des Fräskopfs (22) angeordnet, die über Datenleitungen mit einem Computer (6) datenleitend verbunden ist.
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Die Transporteinrichtung (3) und die Absaugeinrichtung (4) verlaufen in dem Kanal (33), der in einen gemeinsamen Auffangbehälter (5) mündet, der vom Maschinenrahmen (1) getragen wird. Durch einen großen (nicht in der Fig. dargestellten) Ventilator ist in dem Kanal (33) ein starker Luftstrom mit Saugwirkung weg von dem Belag der Straße, des Weges oder des Platzes generierbar.
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Der Fräswalze (2) oder dem Fräskopf (22) ist in Fahrtrichtung X eine Dosiereinrichtung (13) mit Mischer (131) und Lagerbehältern (132) nachgeordnet ist, wobei diese ebenfalls vom Maschinenrahmen (1) getragen werden.
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Die Dosiereinrichtung (13) und der Mischer (131) sind temperierbar, so dass geschmolzener Fugenfüllstoff von diesen Baugruppen verarbeitet werden kann.
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Der Dosiereinrichtung (13) ist in Fahrtrichtung X ein Abstreubehälter (14) nachgeordnet ist, wobei ein Schredder (15) materialleitend (bspw. durch zwei Rohrverbindungen) zwischen dem Auffangbehälter (5) und dem Schredder (15) angeordnet ist.
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Die Scannereinheit (11) ist als optischer 2D- oder 3D- Scanner ausgeführt.
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Die CNC-Einheit (12) ist mittels des Computers (6) programmierbar und die Fräswalze (2) oder der Fräskopf (22) ist als CNC- steuerbarer Schlitzfräser ausgeführt.
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Die Transporteinrichtung (3) und die Absaugeinrichtung (4), der Auffangbehälter (5), die Dosiereinrichtung (13), der Mischer (131), die Lagerbehälter (132), der Abstreubehälter (14) und der Schredder (15) sind durch den Computer (6) steuerbar, in dem sie datenleitend mit diesem verbunden sind und von diesem mittels spezieller Software / Schnittstellen ansteuerbar sind.
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Das Verfahren zur Sanierung von Fugen in einem Belag einer Straße, eines Weges oder eines Platzes wird unter Verwendung der zuvor stehend beschriebenen Fugensanierungsmaschine durchgeführt, in dem diese über die Straße oder den Weg gefahren wird und dabei zunächst die zu sanierenden Fugen innerhalb des Belages mit der Scannereinheit (11) detektiert werden.
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Die Detektionsinformationen der Scannereinheit (11) werden dann an die CNC-Einheit (12) weitergeleitet und die CNC- Einheit (12) steuert dadurch die Bewegung der Fräswalze (2) oder des Fräskopfs (22), so dass definierte Ausnehmungen innerhalb des Belages gemäß der Detektionsinformationen der Scannereinheit (11) gefräst werden,
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Während und/oder nach dem Fräsen wird das Fräsgut durch die Transporteinrichtung (3) und die Absaugeinrichtung (4) abgesaugt und über den Kanal (33) in den Auffangbehälter (5) befördert.
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Nach dem erfolgten vollständigen Absaugen des Fräsgutes mit der Dosiereinrichtung (13) wird ein Füllstoff maß-genau in die gefrästen Fugen eingefüllt, wobei der Füllstoff zuvor durch den Mischer (131) aus seinen Komponenten, die aus den Lagerbehältern (132) in den Mischer (131) eingeleitet werden, durch Vermischen zubereitet wird.
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Die Steuerung und Regelung sämtlicher Verfahrensschritte erfolgt dabei computergestützt mittels einer speziellen Software.
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Nach dem Verfüllen der Fugen mit dem Füllstoff kann das Fräsgut, das durch den Schredder (15) zuvor granuliert wurde, per Hand oder durch den Abstreubehälter (14) auf die frisch verfüllten Fugen aufgebracht werden.
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Der Füllstoff wird durch Vermischen eines hartwachs- basierten Granulats mit oder ohne Zuschläge im Mischer (131) zubereitet.
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Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ausführungsbeispielen, den Ansprüchen und Zeichnungen dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1 -
- Maschinenrahmen
- 11 -
- Scannereinheit
- 12 -
- CNC-Einheit
- 13 -
- Dosiereinrichtung
- 14 -
- Abstreubehälter
- 15 -
- Schredder
- 131 -
- Mischer
- 132 -
- Lagerbehältern
- 2 -
- Abtragvorrichtung
- 21 -
- Fräskopfschacht
- 22 -
- Fräskopf
- 3 -
- Transporteinrichtung
- 31 -
- abgefräste Material
- 32 -
- Übergabestelle
- 33 -
- Kanal
- 4 -
- Absaugeinrichtung
- 5 -
- Auffangbehälter
- 6 -
- Computer
- 7 -
- Antriebsmotor
- 8 -
- Fahrwerk
- X -
- Fahrtrichtung
- Y -
- Richtung zum Belag der Straße, des Weges oder des Platzeses
