DE19950435C1 - Vorrichtung zum Aufbereiten von Aushubmaterial - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbereiten von Aushubmaterial, bestehend aus einer Baumaschine mit einem Schaufelseparator. Es wird die Aufgabe gelöst, eine solche Vorrichtung zu schaffen, die auf Baustellen mit beengten Platzverhältnissen und auf Baustellen mit lediglich geringen Bodenmassen eine wirksame Durchmischung des Bodens mit Bindemitteln ermöglicht, wobei diese Aufbereitung unmittelbar im Bereich der Aushubstelle erfolgen soll. Dies wird erreicht, indem der Schaufelseparator (2) einem Radlader (1) zugeordnet wird, der einen Druckbehälter (3) für das Bindemittel aufweist, wobei der Druckbehälter (3) über eine erste Leitung (5) von der Druckluftanlage des Radladers (1) beaufschlagbar und über eine zweite Leitung (6) mit dem Schaufelseparator (2) verbindbar ist und wobei die Verbindungsleitung (6) zwischen dem Druckbehälter (3) und dem Schaufelseparator (2) mittels einer, in der Fahrerkabine (8) des Radladers (1) angeordneten Steueranlage (8) betätigbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbereiten von Aushub­ material, bestehend aus einer Baumaschine mit einem Schaufelsepara­ tor, in dem der aufzubereitende Boden mit einem, die Bodenfeuchtig­ keit reduzierenden Bindemittel durchmischt wird und wobei während des Mischvorganges zwischen Boden und Bindemittel gleichzeitig eine Separation von Geröll erfolgt.

Zum Erreichen tragfähiger Böden sind bereits verschiedenartige Ver­ fahren und Vorrichtungen zur Stabilisierung bekannt. So werden im Verkehrsbauwesen in bindige Böden hydraulische Bindemittel einge­ bracht, um die Bodenfeuchtigkeit zu reduzieren. Als Bindemittel wird zum Beispiel Kalk verwendet, der das Wasser bindet. Somit wird ein optimaler Wassergehalt des Bodens erreicht, der eine wesentli­ che Voraussetzung für die notwendige Verdichtung ist. Durch Zusatz von Bindemittel wird folglich die Verfestigung des Bodens zu einer tragfähigen Schicht möglich.

Das Bindemittel wird überwiegend mit einem Bindemittelstreuer groß­ flächig auf den Boden aufgetragen und mit einer selbstfahrenden Fräse oder mit einer Anhänger-Fräse in den Boden eingearbeitet. Ei­ ne solche Lösung ist beispielsweise aus DE 39 21 875 A1 bekannt. Dieses Bodenverfestigungsgerät weist eine umlaufende Rotorfräse auf, die die obere Bodenschicht ablöst, zerkleinert und mit Kalk oder einem anderen Bindemittel vermischt. In DE 94 21 169 U1 ist eine technische Lösung beschrieben, die einen pflugartigen Aufreiß­ zahn mit einer Austrittsöffnung für das Bindemittel umfaßt. Der Aufreißzahn ist in den Boden absenkbar, so daß das Bindemittel direkt in den Boden eingebracht werden kann. Allerdings wird der Boden nur im Bereich der Zähne aufgerissen. Hierbei erfolgt jedoch keine vollständige Bodendurchmischung. Selbst bei Anordnung mehre­ rer Aufreißzähne nebeneinander verbleiben Linsen in Boden, die nicht von Bindemittel umhüllt sind. Aufgrund dieser Fehlstellen ist eine gleichmäßige Verdichtung des Bodens nicht möglich.

Der wesentliche Nachteil der bekannten Vorrichtungen zum Zusetzen von Bindemitteln in bindige Böden besteht im möglichen Einsatzge­ biet dieser Lösungen. Sowohl die - zumindest bei offenem Einbau - starke Staubbelastung durch die Bindemittel als auch die Größe der hierfür benötigten Baumaschinen begrenzt die Anwendung dieser Tech­ niken auf den großflächigen Erdbau im Außenbereich. Typische Ein­ satzgebiete sind folglich der Autobahn- und Fernstraßenbau. Für in­ nerstädtische Straßenbaustellen sowie für Kanal- und Rohrleitungs­ bauarbeiten sind diese Lösungen hingegen nicht geeignet.

Aus DE 196 27 465 C2 ist ein Verfahren zum Aufbereiten von Aushub­ material bekannt. Demzufolge wird bei einer Grabenbaustelle der Bo­ den zunächst mit einem Bagger ausgehoben. Anschließend wird dieser Boden mit LKW's auf einen zentralen Aufbereitungsplatz gebracht. Auf dem Aufbereitungsplatz wird das Aushubmaterial mit einem zwei­ ten Bagger aufgenommen. An diesem zweiten Bagger ist ein Schaufel­ separator angeordnet. Sobald sich der aufzubereitende Boden im Schaufelseparator befindet, fährt der Bagger zu einem Silo mit Zu­ schlagstoff. Vom Silo wird Bindemittel in den Separator gefüllt. Der zweite Bagger fährt nunmehr zu einem weiteren Zwischenlager. Dort wird der Schaufelseparator in Betrieb genommen, wobei neben einer Separation von Geröll gleichzeitig ein Mischvorgang zwischen dem Aushubmaterial und dem Bindemittel erfolgt. Der aufbereitete Boden wird im Zwischenlager gesammelt, während das Geröll auf ein weiteres Zwischenlager transportiert werden muß. Das behandelte Bo­ denmaterial wird anschließend vom Zwischenlager auf einen weiteren LKW geladen und zu dem zu verfüllenden Rohrgraben transportiert.

Dieses Verfahren gemäß DE 196 27 465 C2 ist für die Aufbereitung von geringen Bodenmassen, wie sie insbesondere an Kleinbaustellen anfallen, grundsätzlich geeignet. Ein Nachteil besteht jedoch im aufwendigen Verfahrensablauf mit dem mehrfach notwendigen Transport des Aushubmaterials. Außerdem entstehen durch die Kalkzugabe im of­ fenen System und durch das ständige Bewegen von Boden und Bindemit­ tel in jedem Verfahrensschritt erhebliche Belastungen von Umwelt, Bauarbeitern, Anwohnern bzw. Passanten. Die Kalkzugabe im offenen System ermöglicht ferner keine exakte Dosierung des Bindemittels entsprechend den ermittelten Laborwerten.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Aufbereiten von Aushubmaterial zu schaffen, die auf Baustellen mit beengten Platz­ verhältnissen und auf Baustellen mit lediglich geringen Bodenmassen eine wirksame Durchmischung des Bodens mit Bindemitteln ermöglicht, wobei diese Aufbereitung unmittelbar im Bereich der Aushubstelle erfolgen soll. Dies soll mit einem lediglich geringen Geräte- und Transportaufwand erreicht werden.

Diese Aufgabe wird gelöst, indem der Schaufelseparator einem Radla­ der zugeordnet wird, der einen Druckbehälter für das Bindemittel aufweist, wobei der Druckbehälter über eine erste Leitung von der Druckluftanlage des Radladers beaufschlagbar und über eine zweite Leitung mit dem Schaufelseparator verbindbar ist und wobei die Ver­ bindungsleitung zwischen dem Druckbehälter und dem Schaufelsepara­ tor mittels einer, in der Fahrerkabine des Radladers angeordneten Steueranlage betätigbar ist. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Ansprüchen 2 bis 10 beschrieben.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist besonders für Baustellen mit beengten Platzverhältnissen geeignet. Ein typisches Einsatzgebiet ist das Ausheben von Gräben für Kabel-, Kanal- und Rohrleitungsbau. Hierbei wird mit geringem Aufwand an Gerätetechnik und geringfügi­ gen Transportbewegungen eine wirksame Bodenstabilisierung erreicht. Ein weiterer Vorteil dieser Vorrichtung besteht in der geschlosse­ nen Bauweise. Somit kann eine staubarme Arbeitsweise gewährleistet werden, die nahezu keine Belastungen für Umwelt, Bauarbeiter, An­ wohner und Passanten ergibt. Demzufolge ist die Vorrichtung auch für den innerstädtischen Straßenbau geeignet, bei dem aufgrund zahlreicher Einbauten (Wasser, Gas usw.) und sehr geringer Freiflä­ chen für die Baumaschinen eine großflächige Bodenbearbeitung ohne­ hin nicht möglich ist. Die im Tiefbau anfallenden Baustoffe müssen nicht mehr auf Deponien abgelagert werden, sondern können direkt auf der Baustelle aufbereitet und danach wieder eingebaut werden. Ein Bezug anderer Einbaustoffe als Ersatzstoffe für den erfolgten Aushub kann somit weitgehend unterbleiben. Auf zusätzliche Sieban­ lagen kann verzichtet werden, was zu weiteren Vorteilen für die Umwelt durch den geringeren Transportaufwand führt. Schließlich re­ duzieren sich auch für das Bauunternehmen die notwendigen Investi­ tions- und Betriebskosten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­ stellt und wird nachfolgend beschrieben:

Die gezeigte Vorrichtung zum Aufbereiten von Aushubmaterial umfaßt einen Radlader 1, an dem ein Schaufelseparator 2 befestigt ist. Der Schaufelseparator 2 kann verschiedenartig gestaltet sein. Für eine effektive Mischung des Aushubmaterials mit einem, die Bodenfeuch­ tigkeit reduzierenden Bindemittel und eine gleichzeitig wirksame Separation von Geröll ist es jedoch zweckmäßig, daß der Schaufel­ separator mindestens sechs längs angeordnete Wellen aufweist und mit Standardschlegel und Kammabstreifer ausgerüstet ist.

Der Radlader 1 weist einen Druckbehälter 3 für das Bindemittel auf. Der Druckbehälter 3, der vorzugsweise am Heck des Radladers 1 ange­ ordnet wird, sollte ein Volumen von mindestens 750 Litern aufwei­ sen. Als Bindemittel können in Abhängigkeit der jeweiligen Boden­ verhältnisse verschiedene Stoffe verwendet werden, überwiegend wird jedoch Kalk, Filterasche oder ein Gemisch aus diesen Stoffen verwendet. Das Bindemittel wird dem Druckbehälter 3 über einen Ein­ füllstutzen 4 zugeführt. Der Druckbehälter 3 ist über eine erste Leitung 5 mit der Druckluftanlage des Radladers 1 verbunden, so daß er mit Druck beaufschlagbar ist. Hierbei ist je nach Bindemittel ein Innendruck zwischen 1,0 und 2,0 bar zweckmäßig. Außerdem ist der Druckbehälter 3 über eine zweite Leitung 6 mit dem Schaufelse­ parator 2 verbunden. Für diese Verbindungsleitung 6 kann zum Bei­ spiel ein sog. "C-Schlauch" verwendet werden.

Die Verbindungsleitung 6 zwischen Druckbehälter 3 und Schaufelsepa­ rator 2 wird durch eine Steueranlage 7 betätigt, die sich in der Fahrerkabine 8 des Radladers 1 befindet. Die Steueranlage 7 weist mindestens ein Betätigungselement auf, das in der Zeichnung aller­ dings nicht näher dargestellt ist. Das Betätigungselement bewirkt die Zugabe einer bestimmten Menge an Bindemittel, so daß die Zugabe unter Beachtung der vorliegenden Laborwerte ausgelöst wird. Diese Zugabe von Bindemittel wird realisiert, indem das Betätigungsele­ ment mit einer Zeitschalteinrichtung in Wirkverbindung steht. Die Zeitschalteinrichtung bestimmt die Öffnungsdauer eines Elektromag­ netventils, das in der Verbindungsleitung 6 zwischen Druckbehälter 3 und Schaufelseparator 2 angeordnet ist. Die Verbindungsleitung 6 weist an ihrer, dem Schaufelseparator 2 zugeordneten Austrittsöff­ nung vorzugsweise eine kammartige Schikane auf. Dadurch wird er­ reicht, daß das Bindemittel gleichmäßig über den aufzubereitenden Erdstoff geblasen wird.

Für die Verkehrssicherheit ist es notwendig, daß trotz des Druck­ luftbedarfs des Druckbehälters 3 ausreichend Druckluft für die Bremsanlage des Radladers 1 verfügbar ist. Hierfür kann der Druck­ luftanlage des Radladers 1 eine, in der Zeichnung nicht näher dar­ gestellte Regeleinheit zugeordnet werden. Mit der Regeleinheit wird gewährleistet, daß der Druckbehälter 3 für das Bindemittel nur mit Druckluft beaufschlagbar ist, sofern die Bremsanlage ausreichend mit Druckluft gefüllt ist. Ebenso kann der Druckluftanlage des Rad­ laders 1 ein zusätzlicher Kompressor zugeordnet werden. Diese Lö­ sung verursacht zwar einen zusätzlichen Bauteil- und Kostenaufwand, hat jedoch den Vorteil, daß der Druckbehälter 3 ständig mit Druck­ luft beaufschlagbar ist.

Bei Anwendung der Vorrichtung wird bereits vor Beginn der Bodenbe­ arbeitung der Betrag der notwendigen Bindemittelzugabe labormäßig bestimmt. Sofern die Vorrichtung beispielsweise im Grabenbau einge­ setzt wird, erfolgt mit einem Bagger der Aushub des Grabens, in dem eine Rohrleitung verlegt werden soll. Der Bagger lagert den Aushub unmittelbar neben dem Graben ab. Nachdem die Rohrleitung im Graben verlegt ist, erfolgt mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Wie­ dereinbau des bindigen Bodens.

Hierfür wird zunächst der am Radlader 1 angeordnete Druckbehälter 3 über den Einfüllstutzen 4 mit Bindemittel (z. B. Kalk oder Filter­ asche) befüllt. Das Befüllen des Druckbehälters 3 ist von jedem üb­ lichen Silo bzw. Siloanhänger möglich, sofern dieser für Druckent­ leerung geeignet ist. Nachfolgend fährt der Radlader 1 mit dem Schaufelseparator 2 in den, vom Bagger abgelagerten Aushub. Durch diese Bewegung wird der Erdstoff in den Schaufelseparator 2 aufge­ nommen. Nunmehr betätigt der Fahrer die Steueranlage 7 in der Fah­ rerkabine 8 des Radladers 1. Aufgrund der ihm vorliegenden Labor­ werte wählt er hierbei jene Betätigung aus, die der notwendigen Bindemittelzugabe entspricht. Somit wird über die Zeitschaltein­ richtung das Elektromagnetventil geöffnet, das in der Verbindungs­ leitung 6 zwischen Druckbehälter 3 und Schaufelseparator 2 angeord­ net ist. Durch den im Druckbehälter 3 wirksamen Innendruck wird das Bindemittel über die Verbindungsleitung 6 in den Schaufelseparator 2 und somit über den aufzubereitenden Erdstoff geblasen.

Durch das Einschalten der Hydraulikanlage werden die Wellen des Schaufelseparators 2 in Gang gesetzt. Je nach dem gewünschten Durchmischungsgrad können die Wellen entweder im Links- oder im Rechtslauf bewegt werden. Im Ergebnis wird eine sehr homogene Struktur des mit Bindemittel aufbereiteten Bodens erreicht, der nunmehr nach unten aus dem Schaufelseparator 2 fällt und einbaufer­ tig ist. Danach wird der, in den Graben eingebrachte Boden in be­ kannter Weise verdichtet. Die im Schaufelseparator 2 verbleibenden Steine und sonstigen Fremdstoffe werden abschließend abgekippt und der Radlader 1 kann erneut aufzubereitenden Boden aufnehmen.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Aufbereiten von Aushubmaterial, bestehend aus einer Baumaschine mit einem Schaufelseparator, in dem der aufzube­ reitende Boden mit einem, die Bodenfeuchtigkeit reduzierenden Bin­ demittel durchmischt wird und wobei während des Mischvorganges zwischen Boden und Bindemittel gleichzeitig eine Separation von Geröll erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaufelseparator (2) einem Radlader (1) zugeordnet wird, der einen Druckbehälter (3) für das Bindemittel aufweist, wobei der Druckbehälter (3) über eine erste Leitung (5) von der Druckluftan­ lage des Radladers (1) beaufschlagbar und über eine zweite Leitung (6) mit dem Schaufelseparator (2) verbunden ist und wobei die Ver­ bindungsleitung (6) zwischen dem Druckbehälter (3) und dem Schau­ felseparator (2) mittels einer, in der Fahrerkabine (8) des Radla­ ders (1) angeordneten Steueranlage (7) betätigbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steueranlage (7) für die Verbindungsleitung (6) zwischen dem Druckbehälter (3) und dem Schaufelseparator (2) ein Betäti­ gungselement aufweist, dem unterschiedliche Mengen von Bindemittel zu zuordnen sind.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement mit einer Zeitschalteinrichtung in Wirk­ verbindung steht, welche die Öffnungsdauer eines, in der Verbin­ dungsleitung (6) zwischen dem Druckbehälter (3) und dem Schaufelse­ parator (2) angeordneten Elektromagnetventils steuert.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung (6) zwischen dem Druckbehälter (3) und dem Schaufelseparator (2) an ihrer, dem Schaufelseparator (2) zuge­ ordneten Austrittsöffnung eine kammartige Schikane aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung (6) zwischen dem Druckbehälter (3) und dem Schaufelseparator (2) ein "C-Schlauch" ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckluftanlage des Radladers (1) eine Regeleinheit derart zugeordnet ist, daß der Druckbehälter (3) nur mit Druckluft beauf­ schlagbar ist, sofern die Bremsanlage ausreichend mit Druckluft ge­ füllt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluftanlage des Radladers (1) einen zusätzlichen Kom­ pressor aufweist, mit dem der Druckbehälter (3) ständig mit Druck­ luft beaufschlagbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaufelseparator (2) mindestens sechs längs angeordnete Wellen aufweist und mit Standardschlegel und Kammabstreifer ausge­ rüstet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckbehälter (3) ein Volumen von mindestens 750 Liter auf­ weist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckbehälter (3) mit einem Innendruck zwischen 1,0 und 2,0 bar betrieben wird.