DE19629416A1 - Gleitschalungsfertiger für Betonfahrbahndecken mit speziellem Rüttlerantrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gleitschalungsfertiger für Betonfahrbahndecken mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.

Gleitschalungsfertiger für Betonfahrbahnen sind seit Jahrzehnten bekannt. Man kann mit Gleitschalungsfertigern Betonfahrbahndecken mit relativ hohen Fertigungs­ geschwindigkeiten fertigen.

Zur Verdichtung des Betons dienen bei dem bekannten Gleitschalungsfertiger für Be­ tonfahrbahndecken, von dem die Erfindung ausgeht (DE-C-30 32 495), und bei weiteren bekannten Gleitschalungsfertigern sogenannte Tauchrüttler (Innenrüttler). Der Einsatz von Tauchrüttlern führt zu einer besonders wasserreichen Schlämme­ schicht an der Oberfläche des Einbaumaterials (Betonrohmaterial). Bei der kontinuier­ lichen Vorwärtsbewegung des Gleitschalungsfertigers in Fahrrichtung gelangt ein gewisser Anteil der Schlämmeschicht unter die Druckbohle. Dies ist wesentlich für einen glatten oberen Abschluß der Betonfahrbahndecke. Eine besonders gezielte und wirksame Erzeugung einer passenden Schlämmeschicht beim Verdichten des Einbaumaterials erlauben die zuvor erläuterten Tauchrüttler (Innenrüttler).

Bei dem zuvor erläuterten, bekannten Gleitschalungsfertiger und bei vielen anderen bekannten Gleitschalungsfertigern sind die Rüttlerelemente der Innenrüttler mit Rüttlerrohr und am unteren Ende abragendem Seitenrohr fest angeordnet, und zwar so, daß sie mit ihren Längsachsen genau in Fahrrichtung auf die Druckbohle zu ge­ richtet ausgerichtet sind. Damit sind Fahrwiderstand und Verschleiß der Rüttlerele­ mente im Einbaumaterial natürlich besonders gering.

Es hat sich allerdings gezeigt, daß die Verdichtungswirkung der in der zuvor erläuter­ ten Weise in Fahrrichtung ausgerichteten Rüttlerelemente noch verbesserungsfähig ist. Tatsächlich hat sich nämlich gezeigt, daß die Überdeckung der Verdichtungsbe­ reiche benachbarter Rüttlerelemente relativ gering ist, wenn man die Rüttlerelemente nicht sehr eng setzen will. Das führt zu Verdichtungsunterschieden im Einbaumaterial und daher nicht optimal gleichmäßiger Verdichtung der Betonfahrbahndecke.

Das zuvor erläuterte Problem ist im Stand der Technik bereits aufgegriffen worden und hat zu T-förmigen Innenrüttlern geführt (EP-A-0651114). Die hier offenbarten Innenrüttler werden mit einem sich am unteren Ende des Rüttlerrohrs nach beiden Seiten erstreckenden Querrohr quer zur Fahrrichtung an der Druckbohle oder einem entsprechenden Träger angebaut. Außerdem ist bei diesen T-Innenrüttlern der Ver­ schleiß ein ausgesprochenes Problem.

Bekannt ist es, die Seitenrohre der Rüttlerelemente als Rüttlerflaschen mit innenlie­ gendem Rüttlerantrieb (elektromotorischer Antrieb mit Unwucht) auszuführen (EP-A-0651114).

Bekannt ist es im übrigen, ebenfalls aus der zuvor angegebenen Druckschrift, in den Rüttlerrohren der Rüttlerelemente die Rüttlerantriebe unterzubringen. Damit sind al­ lerdings verschiedene Erwärmungs- und Lärmprobleme verbunden, die im Stand der Technik näher erläutert worden sind. Das Verschleißproblem ist hingegen weniger gravierend, da die im Betrieb stark verschleißenden Seitenrohre nicht innen mit Rütt­ lerantrieben versehen sind und daher sehr kostengünstig sind bzw. einfach und ko­ stengünstig ausgewechselt werden könnten.

Schließlich ist es aus der Praxis bekannt, die Rüttlerelemente aus senkrecht verlaufen­ dem Rüttlerrohr und davon abragendem Seitenrohr oder Querrohr extern anzutrei­ ben, einen Rüttlerantrieb aus elektromotorischem Antriebsmotor und Unwucht also am Kopf des Rüttlerrohrs am Träger des Gleitschalungsfertigers angreifen zu lassen. Dabei bekommt man die Erwärmungsprobleme zwar besser in den Griff, die Lärmbela­ stung ist allerdings maximal und kaum zumutbar. Deshalb ist diese früher eingesetzte Technik heute aus der Praxis weitgehend verschwunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gleitschalungsfertiger für Beton­ fahrbahndecken anzugeben, der hinsichtlich der Eigenschaften des Rüttlerantriebs allen Anforderungen der Praxis hinsichtlich Erwärmung, Verschleiß und Lärmbela­ stung genügt.

Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist bei einem Gleitschalungsfertiger mit den Merkma­ len des Oberbegriffs von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.

Magnetvibratoren sind als Antriebe für Schwingförderer bekannt. (LUEGER "Lexi­ kon der Technik",Band 15, Seite 277). Sie haben den Vorteil einer sehr geringen Lärmentwicklung, wenn man den Magnetvibrator so betreibt, daß Metallteile nicht aneinander schlagen. Da nicht mit einer mechanischen Unwucht gearbeitet wird, die zu hoher Wärmeentwicklung führt, ist auch die Wärmeentwicklung im Rüttlerelement vergleichsweise gering. Da die Seitenrohre der Rüttlerelemente keinerlei Einbauten aufweisen, sondern einfache Stahlrohre sind, sind sie bei Verschleiß kostengünstig und schnell auswechselbar. Die Seitenrohre und die Rüttlerrohre sind in beliebigen, auf den jeweiligen Einsatzfall abstellbaren Querschnittsformen einsetzbar, da sie ja einen Rüttlerantrieb nicht mehr aufnehmen müssen.

Im Ergebnis erfüllt ein Magnetvibrator als Rüttlerantrieb alle Anforderungen hin­ sichtlich Wärmeentwicklung, Reparaturfreundlichkeit und insbesondere Lärment­ wicklung.

Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Gleit­ schalungsfertigers sind Gegenstand der Unteransprüche.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele dar­ stellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 in einer Ansicht schematisch den grundsätzlichen Aufbau eines Gleit­ schalungsfertigers,

Fig. 2 in einer schematischen Darstellung ein Rüttlerelement an einem Träger eines Gleitschalungsfertigers,

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Rüttlerelementes an einem Träger eines Gleitschalungsfertigers.

Fig. 1 zeigt einen Gleitschalungsfertiger ganz allgemein in einer Seitenansicht. Man erkennt auf einem Planum 1 eine Betonfahrbahndecke 2 in der Errichtungsphase. Der Gleitschalungsfertiger 4 umfaßt zwei Raupenfahrwerke 5, auf denen der Gleitscha­ lungsfertiger 4 neben der Betonfahrbahndecke 2 läuft. Man erkennt angedeutet Laufplatten 3 aus den Lauflärm minderndem Material auf der angedeuteten Laufket­ te. Am vorderen Ende des Gleitschalungsfertigers 4 ist ein Verteiler 6 für das Einbau­ material 7, also das zur Betonfahrbahndecke 2 zu verarbeitende Ausgangsmaterial, angeordnet. Der Verteiler 6 führt eine senkrecht zur Zeichenebene von Fig. 1 hin und her gehende Bewegung aus.

Der Gleitschalungsfertiger 4 umfaßt eine Gleitschalung, die sich aus zwei Seitenscha­ lungen 8 und einer sich quer zur Fahrrichtung von Seitenschalung 8 zu Seitenscha­ lung 8 erstreckenden Druckbohle 9 zusammensetzt. In Fahrrichtung vor der Druck­ bohle 9 sind über die Breite der entstehenden Betonfahrbahndecke 2 verteilt ange­ ordnete, betrieblich in das Einbaumaterial 7 eintauchende Rüttlerelemente 10 ange­ ordnet. Zwischen den Rüttlerelementen 10 und dem Verteiler 6 ist ein Vorabstreifer 11 dargestellt.

Die zur Verdichtung des mittels des Verteilers 6 verteilten Einbaumaterials 7 vor Er­ reichen der Druckbohle 9 dienenden und dort eine Schlämmeschicht in hinreichender Konsistenz erzeugenden Rüttlerelemente 10 weisen jeweils ein von oben in das Ein­ baumaterial 7 eintauchendes Rüttlerrohr 12 und ein am unteren Ende des Rüttler­ rohrs 12 angebrachtes Seitenrohr 13 auf.

Die Rüttlerelemente 10 sind am Gleitschalungsfertiger 4 mittels eines Trägers 10′ an­ gebracht. Fig. 1 zeigt dabei angedeutet am Träger 10′ die Rüttlerantriebe 14 der Rütt­ lerelemente 10.

Gegenstand der Lehre ist also ein Gleitschalungsfertiger 4 mit Rüttlerelementen 10 mit außen angebrachten Rüttlerantrieben 14 im Gegensatz zu den bekannten in dem Rüttlerrohr 12 oder dem Seitenrohr 13 eingebauten Rüttlerantrieben.

Wesentlich für die Lehre ist die Tatsache, daß der Rüttlerantrieb 14 nicht mechanisch mit elektrischem Antriebsmotor und Unwucht arbeitet, sondern als Antriebselement einen Magnetvibrator 15 aufweist, durch den das Rüttlerrohr 12 des entsprechenden Rüttlerelementes 10 in die Rüttlerschwingung versetzt wird.

Magnetvibratoren 15 sind an sich als Antriebe für Schwingförderer bekannt (LUE­ GER aaO.). Sie eignen sich aber, wie erfindungsgemäß erkannt worden ist, hervorra­ gend insbesondere für Gleitschalungsfertiger 4, weil sie mit geringer Lärmentwick­ lung arbeiten. Außerdem ergibt sich nur eine geringe Erwärmung im Bereich des Rüttlerantriebs 14. Die Vorteile hinsichtlich des Verschleißes sind weiter oben aus­ führlich behandelt worden.

Die in den Fig. 2 und 3 der Zeichnung dargestellten Konstruktionen des Gleitscha­ lungsfertigers 4 zeigen, daß bei diesen Ausführungsbeispielen der Magnetvibrator 15 auf einer Lagerplatte 16 befestigt ist, die ihrerseits am Träger 10′ in Schwingungsla­ gern 17 gelagert ist. Das Rüttlerelement 12 ist seinerseits an der Lagerplatte 16 befe­ stigt. Fig. 2 macht dabei angedeutet die Funktion des Trägers 10′ deutlich. Anstelle einer Lagerplatte 16 kann der Magnetvibrator 15 natürlich auch auf andere Weise, beispielsweise über Ausleger oder ein Lagergehäuse in Schwingungslagern 17 gela­ gert sein. Wesentlich ist jedenfalls, daß die Einheit aus Magnetvibrator 15 und Rütt­ lerrohr 12 mit Seitenrohr 13 gegenüber dem Träger 10′ in Rüttlerschwingungen schwingen kann.

Die Schwingungslager 17 sind mit Stahlfederelementen, wie dargestellt, ausrüstet, können aber auch mit Gummifederelementen oder anderen Federelementen entspre­ chender Federcharakteristik ausgerüstet sein. Die Federcharakteristik der Schwin­ gungslager 17 beeinflußt auch die Wirkung der Schwingungen der Rüttlerelemente 10 im Einbaumaterial 7, man kann also so die Verdichtungswirkung der Rüttlerele­ mente im Einbaumaterial 7 materialabhängig optimieren. Im übrigen ist die Federcha­ rakteristik der Schwingungslager 17 natürlich für die Erreichung der Resonanz­ schwingung des Magnetvibrators 15 von erheblicher Bedeutung.

Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt, daß hier der Magnetvibrator 15 an der Lagerplatte 16 symmetrisch zu den Schwingungslagern 17 angebracht ist.

Besondere Effekte kann man mit dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel er­ reichen, bei dem die Anbringung asymmetrisch erfolgt ist. Dabei kann man die Exzen­ trizität der Anbringung des Magnetvibrators 15 an der Lagerplatte 16 nach Maßgabe von Konsistenz des Einbaumaterials 7 und Dicke der herzustellenden Betonschicht festlegen. Letztlich ist das eine Frage der in der Praxis erfolgenden Optimierung. We­ sentlich ist jedenfalls, daß man bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel noch eine zusätzliche Schwingungskomponente um die Querachse des Rüttlerele­ mentes 10 erhält, die der vertikal ausgerichteten Schwingungskomponente überlagert ist.

Während das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ein vom Rüttlerrohr 12 in üblicher Weise senkrecht abragendes Seitenrohr 13 zeigt, zeigt als Alternative das Ausfüh­ rungsbeispiel nach Fig. 3 ein Querrohr aus zwei Seitenrohren 13. Im übrigen können die Zeichnungen dahingehend verstanden werden, daß die Ausrichtung der Seiten­ rohre 13 in Fig. 2 und Fig. 3 und die Ausrichtung der Lagerplatte 16 in der Praxis nicht gleich, wie in den Fig. dargestellt, sondern im spitzen Winkel, insbesondere in einem Winkel von 90°, liegen werden.

Die zuvor erläuterte Aussage bedeutet also, daß bezogen auf Fig. 2 und Fig. 3 der Zeichnung die Fahrrichtung des Gleitschalungsfertigers an sich die Richtung senk­ recht zur Zeichenebene ist und beispielsweise in Fig. 2 das Seitenrohr 13 an sich auch senkrecht zur Zeichenebene abragt. Es ist in Fig. 2 nur der Darstellung halber in der anderen Lage dargestellt worden. Weiter ist von Bedeutung, daß man vorsehen kann, daß der Magnetvibrator 15 versetzt zur Verbindungslinie zwischen den Schwin­ gungslagern 17 angebracht ist. In diesem Fall würde die überlagerte Schwenkbewe­ gung aus der asymmetrischen Anbringung des Magnetvibrators 15 in einer Ebene ablaufen, die die Fahrrichtung einschließt. Ein solcher Fall könnte beispielsweise beim Ausführungsbeispiel aus Fig. 3 mit seitlich abragenden Seitenrohren 13 in der darge­ stellten Position interessant sein.

Zuvor ist schon darauf hingewiesen worden, daß die Seitenrohre 13 der Rüttlerele­ mente 10 aufgrund der Verlegung des Rüttlerantriebs 10 an den Kopf des Rüttler­ rohrs 12 im Querschnitt praktisch beliebig ausgeführt sein können. Anstelle eines an sich üblichen kreisrunden Querschnittes sind also rechteckige, dreieckige, ovale und andere Querschnitte denkbar. Auch dies hängt von Konsistenz des Einbaumaterials 7 und sonstigen Randbedingungen ab.

Wie es sich aus dem Stand der Technik ergibt, erzeugt ein Magnetvibrator 15 bei di­ rektem Anschluß an eine Versorgungsspannung mit einer Frequenz von 50 Hz eine Schwingung mit einer Frequenz von 100 Hz, da die positive und die negative Halb­ welle des Wechselstroms je eine Magnetkraft gleicher Größe erzeugen. Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß die Geschwindigkeit der im Einbaumaterial 7 sich bewegen­ den Abschnitte der Rüttlerelemente 10 für eine in der Praxis ausreichende Fahrge­ schwindigkeit des Gleitschalungsfertigers 4 häufig nicht ausreicht. Folglich empfiehlt es sich, durch eine entsprechende Frequenzwandlung der Frequenz zu einer Vibrati­ onsfrequenz des Magnetvibrators 15 von mindestens 150 Hz, insbesondere minde­ stens 200 Hz zu kommen.

Schließlich hat sich gezeigt, daß Anschlußleistungen des Magnetvibrators 15 je Rütt­ lerelement 10 von 500 bis 1500 W, vorzugsweise von etwa 800 bis 1200 W, ausrei­ chend sind.

Claims (10)

1. Gleitschalungsfertiger für Betonfahrbahndecken, mit seitlichen Fahrwerken, insbe­ sondere Raupenfahrwerken (5), Seitenschalungen (8), einer sich quer zur Fahrrich­ tung von Seitenschalung (8) zu Seitenschalung (8) erstreckenden Druckbohle (9) für das Einbaumaterial (7) und in Fahrrichtung vor der Druckbohle (9) über die Breite der entstehenden Betonfahrbahndecke (2) verteilt an einem Träger (10′) angeordne­ ten, betrieblich in das Einbaumaterial (7) eintauchenden Rüttlerelementen (10), wobei jedes Rüttlerelement (10) ein von oben in das Einbaumaterial (7) eintauchendes Rüttlerrohr (12), ein am unteren Ende des Rüttlerrohrs (12) angebrachtes, seitlich ab­ ragendes Seitenrohr (13) und einen am oberen Ende des Rüttlerrohrs (12) am Träger (10′) angeordneten Rüttlerantrieb (14) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Rüttlerantrieb (14) als Antriebselement einen Magnetvibrator (15) aufweist, durch den das Rüttlerrohr (12) in die Rüttlerschwingung versetzt wird.

2. Gleitschalungsfertiger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ma­ gnetvibrator (15) auf einer Lagerplatte (16) od. dgl. befestigt ist, die ihrerseits am Trä­ ger (10′) in Schwingungslagern (17) gelagert ist.

3. Gleitschalungsfertiger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungslager (17) mit Stahlfederelementen oder Gummifederelementen ausgerü­ stet sind.

4. Gleitschalungsfertiger nach einem der Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Magnetvibrator (15) auf der Lagerplatte (16) symmetrisch zu den Schwingungslagern (17) angebracht ist.

5. Gleitschalungsfertiger nach einem der Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Magnetvibrator (15) auf der Lagerplatte (16) asymmetrisch zu den Schwingungslagern (17) angebracht ist.

6. Gleitschalungsfertiger nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetvibrator (15) versetzt zur Verbindungslinie zwischen den Schwin­ gungslagern (17) angebracht ist.

7. Gleitschalungsfertiger nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzentrizität der Anbringung des Magnetvibrators (15) an der Lagerplatte (16) nach Maßgabe von Konsistenz des Einbaumaterials (7) und Dicke der herzustellenden Be­ tonschicht festgelegt wird.

8. Gleitschalungsfertiger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenrohre (13) der Rüttlerelemente (10) im Querschnitt kreisrund, rechteckig, dreieckig, oval od. dgl. geformt sind.

9. Gleitschalungsfertiger nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vibrationsfrequenz des Magnetvibrators (15) mindestens 100 Hz, vorzugs­ weise mindestens 150 Hz, insbesondere mindestens 200 Hz beträgt.

10. Gleitschalungsfertiger nach einem der Ansprüche 1 bis 9 , dadurch gekennzeich­ net, daß die Anschlußleistung des Magnetvibrators (15) zwischen 500 und 1500 W, vorzugsweise zwischen etwa 800 und 1200 W, liegt.