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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Straßenoberflächen-Instandsetzungseinrichtung
zur Reparatur von Fahrbahnoberflächen, mit einer Spritzeinrichtung
zum Aufspritzen von Bindemitteln und/oder Bitumenemulsionen auf
die instandzusetzende Fahrbahnoberfläche in unterschiedlich
einstellbaren Breiten und einer dieser in Fertigungsrichtung nachfolgenden
Beschichtungseinrichtung zum Einbau von kaltem Mischgut.
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Zum
Einbau eines Straßenbelags in ein Straßenbett,
wird zur besseren Haftung des späteren Straßenbelages
vor dem Aufbringen beispielsweise eines Asphaltmischgutes, ein Bindemittel
auf das Straßenbett aufgesprüht. Damit das Bindemittel möglichst
in einem einzigen Arbeitsgang zusammen mit dem Straßenbelag
aufgetragen werden kann, sind Fertiger bekannt, bei welchen einer
Verteilereinrichtung zum Aufbringen des Straßenbelages
in Fahrtrichtung ein Sprühbalken für das Bindemittel vorgelagert
ist, so dass der Straßenbelag auf das unmittelbar vorher
auf das Straßenbett aufgesprühte Bindemittel aufgebracht
wird, bevor der in dieser Weise eingebaute Straßenbelag
durch eine nachgeordnete Einbaubohle überbaut wird.
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Dabei
sind unterschiedlichste Einrichtungen zum Aufbringen des Bindemittels
für einen Straßenbelag, insbesondere für
einen Asphaltbelag auf einer Verkehrsfläche bekannt, so
z. B. aus der
EP 1
489 232 A3 , aus der
EP 0 442 593 B1 , aus der
DE 41 01417 C2 , aus der
EP 0 470 877 B1 sowie
aus der
AT 4 07 717 B .
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Allen
diesen Vorrichtungen bzw. Verfahren ist dabei gemein, dass das Bindemittel
in Fertigungsrichtung unmittelbar vor dem eigentlichen Straßenbelag
auf das Straßenbett aufgesprüht wird, wozu beispielsweise
Sprühbalken mit mehreren quer zur Fertigungsrichtung angeordneten
Sprühdüsen verwendet werden. Um den Auftrag des
Bindemittels an eine Fertigungsgeschwindigkeit möglichst
gut anpassen zu können, sind darüber hinaus komplizierte
Steuerungseinrichtungen bekannt, welche einen von den Sprühdüsen
ausgestoßenen Sprühnebel bzw. Sprühstrahl
exakt dosieren und insbesondere an eine Fertigungsgeschwindigkeit,
beispielsweise auch durch einen Verschwenken der Sprühbalken
bzw. Sprühdüsen anpassen. Alle genannten Vorrichtungen,
ist darüber hinaus gemein, dass diese einen über
die Sprühdüsen austretenden Sprühnebel
erzeugen, welcher zu einer erheblichen Emissionsbelastung der Umgebung
bzw. für die Vorrichtung umgebenden Arbeiter beiträgt.
Zugleich ist bei vielen der genannten Vorrichtungen die aufzutragende
Bindemittelmenge schwer zu beherrschen, da die Kennlinien der Sprühdüsen
nur ein kleines Anpassungskennfeld aufweisen.
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Die
Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, die aus dem
Stand der Technik bekannten Nachteile zu überwinden und
dadurch insbesondere die Emissionsbelastung beim Auftragen des Bindemittels
auf ein Straßenbett zu verringern.
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Erfindungsgemäß wird
dieses Problem durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs
1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind
Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die
vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine
Straßenoberflächen-Instandsetzungseinrichtung
zur Reparatur von Fahrbahnoberflächen, mit einer Spritzdüsensteuerung und
speziell ausgestatteten Spritzdüsen auszurüsten,
wobei die Spritzdüsen von der Spritzdüsensteuerung
pulsierend, das heißt getaktet angesteuert werden, so dass
ein weitgehend sprühnebelloser und damit zumindest emissionsarmer
Bindemittelauftrag auf die instandzusetzende Fahrbahnoberfläche
bzw. auf ein Straßenbett entsteht, wobei der Bindemittelauftrag
aus patchworkartig zusammengesetzten Spritzfeldern besteht. Gleichzeitig
ist dabei die Spritzdüsensteuerung der Straßenoberflächen-Instandsetzungseinrichtung
derart ausgebildet, dass sie unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit
der Straßenoberflächen-Instandsetzungseinrichtung eine
konstante Menge Bindemittel pro Flächeneinheit auf die
instandzusetzende Fahrbahnoberfläche aufbringt. Sie erhöht
somit selbständig die auszustoßende Spritzmenge
an Bindemittel mit zunehmender Geschwindigkeit der Straßenoberflächen-Instandsetzungseinrichtung
und verringert diese, sofern die StraßenoberflächenInstandsetzungseinrichtung
ihre Fahrgeschwindigkeit herabsetzt. Die pro Fläche aufgetragene
Bindemittelmenge ist dabei unabhängig von der Geschwindigkeit
der Straßenoberflächen-Instandsetzungseinrichtung
stets konstant. Die Straßenoberflächen-Instandsetzungseinrichtung
weist darüber hinaus ein übliches Bindemittelreservoir
zur Lagerung und Vorhaltung des Bindemittels auf. Durch die erfindungsgemäße
Straßenoberflächen-Instandsetzungseinrichtung
ist es somit möglich, einen exakt dosierten und emissionsarmen,
vorzugsweise sogar weitestgehend emissionslosen Auftrag von Straßenbindemitteln
als Haftmittel für einen nachfolgenden Auftrag von körnigem
Material und/oder Mischgut auf die instandzusetzende Straßenoberfläche
aufzubringen, wobei durch die Vermeidung von Sprühnebel,
wie dieser bei aus dem Stand der Technik bekannten Sprühvorrichtung
erzeugt wird, die Emissionsbelastung für die Umwelt und
insbesondere für die an der Einrichtung tätigen
Mitarbeitern deutlich gesenkt werden kann. Zugleich bewirkt die
erfindungsgemäße Spritzeinrichtung durch die Vermeidung
des Sprühnebels eine deutliche Reduzierung der Verschmutzung
der Straßenoberflächen-Instandsetzungseinrichtung.
Durch den stets konstanten und geschwindigkeitsunabhängigen
Spritzauftrag des Bindemittels auf die Straßenoberfläche
kann darüber hinaus eine besonderes exakte Dosierung desselben erreicht
werden, insbesondere auch bei einer geringen Geschwindigkeit der Straßenoberflächen-Instandsetzungseinrichtung.
Vor allem ist es möglich, durch die erfindungsgemäße
Spritzdüsensteuerung die aufzutragende Menge an Bindemittel
an eine wechselnde Geschwindigkeit der Einrichtung anzupassen, was
aufgrund der geringen Anpassungsfähigkeit der Kennlinien
bei bisher bekannten Sprühdüsen nicht möglich
war. Durch das pulsierende Ansteuern der Spritzdüsen kann
somit ein aus einzelnen Sprühflecken zusammengesetzter
Spritzauftrag erzeugt werden, der durch beispielsweise eine Änderung
der Pulsationsfrequenz leicht an die unterschiedlichen Geschwindigkeiten
der Straßenoberflächen-Instandsetzungseinrichtung
anpassbar ist. Die einzelnen Spritzdüsen sind dabei vorzugsweise
an einem quer zur Fertigungsrichtung ausgerichteten Spritzbalken
angeordnet und können darüber hinaus vorzugsweise
einzeln angesteuert werden. Selbstverständlich ist auch
denkbar, dass der Spritzbalken mit den daran angeordneten Spritzdüsen
bezüglich seiner Breite variabel ist, so dass eine Breite
der mit dem Bindemittel bzw. der Bindemittelemulsion zu bespritzenden
Arbeitsfläche leicht anpassbar ist. Die Variation der Arbeitsbreite
kann dabei durch ein händische oder automatisches Verstellen
der Spritzbalkenlänge erfolgen.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Lösung ist zumindest eine Spritzdüse als Niederdruckspritzdüse
ausgebildet und arbeitet mit einem reduzierten Spritzdruck, insbesondere
in einem Bereich von ca. 0,3 bis 1,0 bar. Durch den geringen Spritzdruck
kann die Entstehung von Spritznebel und damit die Emissionsbelastung
für die Umwelt bzw. die umstehenden Mitarbeiter deutlich
reduziert werden. Dabei erfolgt eine Zuführung des aufzuspritzenden
Bindemittels zu den Spritzdüsen vorzugsweise mit einem
Druck von ca. 2 bis 8 bar, der erst unmittelbar an bzw. vor den Austrittsöffnungen
reduziert wird.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Lösung erzeugt die Spritzeinrichtung einen Bindemittelauftrag
von ca. 150 bis 1500 g/m2 vorzugsweise von
ca. 200 g/m2.
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Weitere
wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen
Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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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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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen
dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche
oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Dabei
zeigen, jeweils schematisch,
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1 eine
Seitenansicht auf eine fahrbare Straßenoberflächen-Instandsetzungseinrichtung,
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2 eine
Darstellung von hinten auf die gemäß der 1 gezeigte
Straßenoberflächen-Instandsetzungseinrichtung,
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3 einen
Spritzbalken der erfindungsgemäßen Straßenoberflächen-Instandsetzungseinrichtung
von oben,
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4 eine
Schnittdarstellung durch den gemäß der 3 dargestellten
Spritzbalken entlang der Schnittebene IV-IV.
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Entsprechend 1 weist
eine fahrbare Straßenoberflächen-Instandsetzungseinrichtung 1 eine
Zugmaschine 2 sowie einen darauf aufliegenden Auflieger 3 auf.
Dabei ist die gezeigte Ausführungsform rein exemplarisch
zu verstehen, so dass auch einteilige Straßenoberflächen-Instandsetzungseinrichtung 1 von
der Erfindung mit umfasst sein sollen. In Arbeitsrichtung 4,
welche gleichzeitig der Fahrtrichtung der Straßenoberflächen-Instandsetzungseinrichtung 1 entspricht,
ist vor einer schichtauftragenden Beschichtungseinrichtung 7 zum
Einbau von kaltem Mischgut, insbesondere zum Einbau eines Mikro-,
Verschleiß-, Deck- oder Rollbelags, eine Spritzeinrichtung 5 zum
Aufspritzen von schichtverbindenden Straßenbindemitteln
und/oder Bitumenemulsionen auf eine Straßenoberfläche 6 angeordnet.
Die Spritzeinrichtung 5 besitzt ein Bindemittelreservoir,
beispielsweise einen Tankbehälter, für ein flüssiges
Bindemittel, wie beispielsweise eine Bitumenemulsion, sowie einen
im Heckbereich der Straßenoberflächen-Instandsetzungseinrichtung 1 angeordneten
und oberhalb der zu beschichtenden Straßenoberfläche 6 liegenden
Spritzbalken 8 (vgl. auch die 2 und 3).
Längs dieses Spritzbalkens 8 befindet sich eine
Vielzahl an Spritzdüsen 9, die wahlweise aktiv
oder inaktiv geschaltet werden können. Um dabei eine Spritzbreite
erreichen zu können, die über die Grundbreite
der Straßenoberflächen-Instandsetzungseinrichtung 1 hinausgeht, weist
der Spritzbalken 8 verstellbare Spritzbalkenabschnitte 10 und 10' auf
(vgl. 2). Diese können beispielsweise längs
des Spritzbalkens 8 verschoben oder einfach ausgeklappt
werden und so die Arbeitsbreite der Straßenoberflächen-Instandsetzungseinrichtung 1 variieren.
Die beiden Spritzbalkenabschnitte 10 und 10' können
dabei entweder manuell oder automatisch verstellt werden.
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Erfindungsgemäß weist
nun die Straßenoberflächen-Instandsetzungseinrichtung 1 zusätzlich eine
Spritzdüsensteuerung 11 auf, welche derart ausgebildet
ist, dass sie die Spritzdüsen 9 pulsierend ansteuert,
so dass ein vorzugsweise sprühnebelloser, zumindest jedoch
emissionsarmer und aus Einzeltröpfchen zu sammengesetzter
Spritzauftrag entsteht. Die Spritzdüsensteuerung 11 ist
des weiteren derart ausgebildet, dass sie unabhängig von
der Fahrgeschwindigkeit der Straßenoberflächen-Instandsetzungseinrichtung 1 eine
konstante Menge Bindemittel pro Flächeneinheit auf die
instandzusetzende Fahrbahnoberfläche 6 aufbringt.
Vor allem ist es möglich, durch die erfindungsgemäße
Spritzdüsensteuerung 11 die aufzutragende Menge
an Straßenbindemittel an stark wechselnde Fahrgeschwindigkeiten
der Einrichtung 5 anzupassen, was bisher nicht möglich
war. Durch das pulsierende Ansteuern der Spritzdüsen 9 kann
somit ein aus einzelnen Sprühflecken zusammengesetzter
Spritzauftrag erzeugt werden, der durch beispielsweise eine Änderung
der Pulsationsfrequenz leicht an die unterschiedlichen Geschwindigkeiten
der Spritzeinrichtung 5 anpassbar ist.
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Durch
die Spritzeinrichtung 5 zum Aufspritzen des Straßenbindemittels,
kann darüber hinaus im Vergleich zu aus dem Stand der Technik
bekannten Sprüheinrichtungen, ein Sprühnebel vorzugsweise
gänzlich vermieden werden, wodurch die Emissionsbelastung
der Umwelt, eine Verschmutzung der Straßenoberflächen-Instandsetzungseinrichtung 1 sowie
eine Emissionsbelastung der Mitarbeiter zumindest deutlich reduziert
werden kann.
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Selbstverständlich
ist dabei auch vorstellbar, dass die Spritzdüsensteuerung 11 einen
wegabhängigen Beschichtungsauftrag erzeugt. Die Spritzdüsensteuerung 11 ermittelt
hierzu die Geschwindigkeit der Straßenoberflächen-Instandsetzungseinrichtung 1 und
steuert dementsprechend die einzelnen Spritzdüsen 9 pulsierend,
das heißt insbesondere getaktet an, wodurch durch diese
ein aus Einzeltröpfchen zusammengesetzter Spritzteppich
auf die Straßenoberfläche 6 aufgespritzt
wird.
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Um
die Emissionsbelastung weiter verringern zu können, arbeitet
die Spritzdüsensteuerung 11 bzw. eine mit dieser
gekoppelte und nicht näher bezeichnete Bindemittelpumpe,
mit reduziertem Druck, so dass an den Spritzdüsen 9 vorzugsweise lediglich
ein Spritzdruck von 0,3 bis 1,0 bar herrscht. In diesem Fall sind
die Spritzdüsen 9 als sogenannte „Niederdruckspritzdüsen” ausgebildet.
Eine weitere Druckreduzierung kann beispielsweise über
eine in die Spritzdüse 9 integrierte oder eine
dieser vorgeschaltete Blende bewirkt werden.
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Die
Spritzdüse 9 selbst kann beispielsweise als einen
in der Art eines Gewindestiftes ausgebildeten Spritzkopf aufweisen,
wobei ein Spritzkopf einen spritzdüsenausgangseitigen Schlitz
aufweist, der im Betrieb den aus Einzeltropfen bestehenden Spritzfächer
erzeugt. Denkbar ist auch, dass zumindest eine Spritzdüse 9 der
Spritzeinrichtung 5 wenigstens zwei parallel zueinander
und in Arbeitsrichtung 4 hintereinander angeordnete und
als Schlitz ausgebildete Austrittsöffnungen aufweist, so
dass die Spritzdüse 9 zumindest zwei im wesentlichen
parallele und aus Einzeltropfen zusammengesetzte Spritzfächer
erzeugt.
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Über
die besonders exakte Steuerungsmöglichkeit mittels der
Spritzdüsensteuerung 11 ist ein Bindemittelauftrag,
insbesondere ein Bitumenemulsionsauftrag von lediglich 150 bis 1500
g/m2 möglich, wodurch sich im Vergleich
zum Stand der Technik deutliche Materialeinsparungen ergeben. Das
Wort Bindemittel steht dabei stellvertretend für sämtliche Straßenbindemittel,
insbesondere für eine Schichtverbundbauweise. Sollen an
der erfindungsgemäßen Straßenoberflächen-Instandsetzungseinrichtung 1 auch
heiß bzw. warm verarbeitbare Bindemittelemulsionen verarbeitet
werden können, so kann optional eine nicht näher
bezeichnete Heizeinrichtung zur Erwärmung des aufzuspritzenden
Bindemittels vorgesehen werden. Über eine derartige Heizeinrichtung lässt
sich insbesondere die Viskosität des aufzuspritzenden Bindemittels
genau einstellen.
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Die
erfindungsgemäße Spritzeinrichtung 5 eignet
sich besonders für den Auftrag einer Bindemittelemulsion
aus Bitumen, Wasser, Emulsion, Säuren, Harzen, etc. die
als Haftmittel für einen sogenannten Mikrobelag dient,
welcher über die der Spritzeinrichtung 5 nachfolgende
Beschichtungseinrichtung 7 auf die Straßenoberfläche 6 aufgebracht
wird. Diese weist hierzu eine bekannte Förder-/Verteilerschnecke
auf, mit welcher ein gleichmäßiger Einbau des Kaltmischgutes,
beispielsweise des Mikrobelags, möglich ist. Optional kann
dabei die Beschichtungseinrichtung 7 auch eine Verdichtereinrichtung
aufweisen, die das einzubauende Mischgut verdichtet. Üblicherweise
wird das einzubauende Kaltmischgut von der Beschichtungseinrichtung 7 jedoch
nur gleichmäßig verteilt und nicht verdichtet.
Hierbei kann es sich insbesondere um sogenannte dünne Schichten
im Kalteinbau (DSK) handeln, welche eine kostengünstige
Reparaturmaßnahme für Straßenbeläge
darstellen. Zum pulsierenden Ansteuern der Spritzdüsen 9 kann
die Spritzdüsensteuerung 11 eine sogenannte Pulsweitenmodulation
erzeugen, wodurch eine gewünschte Menge an Bindemittel über
einen großen Geschwindigkeitsbereich der Straßenoberflächen-Instandsetzungseinrichtung 1 genau
dosiert aufgetragen werden kann. Hierdurch ist auch beispielsweise ein
extrem langsames Fahren oder sogar ein kontrolliertes Anhalten möglich.
Eine nicht näher bezeichnete Rechnereinrichtung, beispielsweise
ein Computer, kann dabei die erforderlichen Durchflüsse
bzw. die erforderliche Impulshäufigkeit berechnen.
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Insgesamt
zeichnet sich die erfindungsgemäße Spritzeinrichtung 5 sowie
die damit ausgerüstete Straßenoberflächen-Instandsetzungseinrichtung 1 durch
einen besonders sparsamen Materialauftrag an Bindemittel aus, der
unter anderem in der Tatsache der Vermeidung von lediglich die Umwelt,
ein Fahrzeug oder die Mitarbeiter belastendem Sprühnebel
begründet liegt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 1489232
A3 [0003]
- - EP 0442593 B1 [0003]
- - DE 4101417 C2 [0003]
- - EP 0470877 B1 [0003]
- - AT 407717 B [0003]