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Die
Erfindung betrifft einen Schneidkörper zur Erzeugung einer
Fahrbahnmarkierung mit einem um eine Rotationsachse drehbaren Rotationskörper, der
eine Vielzahl von Schneidelementen aufnehmen kann, die eine Schneidkurve
festlegen, wobei die Schneidkurve in Richtung der Rotationsachse
einen konvexen Schneidbereich bildet.
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Die
Erfindung betrifft weiterhin eine Fahrbahnmarkierung mit mehreren,
in die Fahrbahnoberfläche eingebrachten Vertiefungen, wobei
die Vertiefungen zwei seitliche, in Fahrbahnlängsrichtung
verlaufende Längswände aufweist, die ausgehend
von der Fahrbahnoberfläche, in einen Bodenbereich übergehen,
und wobei die Vertiefung von zwei quer zur Fahrbahnlängsrichtung
verlaufenden Querwänden begrenzt ist. Solche Fahrbahnmarkierungen werden
auch als Rüttelstreifen bezeichnet.
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Aus
der
US 6,547,484 B2 ist
eine Straßenfräsmaschine mit einem Schneidkörper
bekannt, der als Rotationskörper ein Fräswalzenrohr
aufweist. Die Walzenoberfläche ist tonnenförmig
gestaltet und in Richtung der Rotationsachse konvex gewölbt.
Sie nimmt Meißelhalter auf, in denen Meißel auswechselbar
aufgenommen werden können. Die Meißel sind mit
Hartmetallspitzen ausgestattet, die als Schneidelemente dienen.
Entsprechend der konvexen Wölbung der Walzenoberfläche
bilden die Hartmetallspitzen in Richtung der Rotationsachse des Fräswalzenrohrs
eine konvexe Schneidkurve. Diese konvexe Schneidkurve ergibt sich
während der Drehung des Rotationskörpers. Wenn
der drehende Schneidkörper in Richtung der zu bearbeitenden Fahrbahnoberfläche
zugestellt wird, dann schneiden die Meißel eine Vertiefung
aus der Fahrbahn aus. Entsprechend der konvexen Wölbung
der Schneidkurve wird quer zur Längserstreckung der Fahrbahn entsprechend
eine konkave Muldung erzeugt. Aufgrund des kreisrunden Querschnitts
des Rotationskörpers hat die Vertiefung auch in Längserstreckung eine
konkave Form. Zur Erzeugung einer Fahrbahnmarkierung werden mehrere
Vertiefungen zueinander in gleicher Teilung beabstandet in die Fahrbahn eingefräst.
Die Fahrbahnmarkierung bildet somit eine gewollte geometrische Unebenheit
in der Fahrbahn. Beim Überrollen mit einem Fahrzeugreifen
entstehen Geräusche und Vibrationen, die vom Fahrer wahrgenommen
werden und die ihm beispielsweise ein Verlassen der Fahrbahn signalisieren.
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Die
Fahrbahnmarkierungen haben somit die Funktion und Aufgabe der Abgabe
eines akustischen und haptischen Warnsignals. Diese Geräuschquelle wird
aber von der an die Fahrbahn anschließende Umgebung mitunter
als störend empfunden. Ein weiterer Nachteil der bekannten
Fahrbahnmarkierungen ergibt sich beim Überfahren mit einem
Zweirad. Dabei wird das Zweirad seitlich versetzt, was beim Fahrer
dann gefährliche Lenkkorrekturen auslösen kann. Wenn
sich in den Vertiefungen Regenwasser ansammelt, dann kann zudem
die Fahrsituation des Zweirades instabil werden.
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Es
ist Aufgabe der Erfindung, einen Schneidkörper bereitzustellen,
mit dem sich Fahrbahnmarkierungen mit verbesserten Anwendungseigenschaften
erzeugen lassen.
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Es
ist weiterhin Aufgabe der Erfindung, solche Fahrbahnmarkierungen
bereitzustellen.
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Die
den Schneidkörper betreffende Aufgabe wird dadurch gelöst,
dass sich beidseitig an den konvexen Schneidbereich jeweils ein
konkaver Schneidbereich mittelbar oder unmittelbar anschließt.
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Die
die Fahrbahnmarkierung betreffende Aufgabe wird dadurch gelöst,
dass die Längswände der Vertiefungen einen konvex
gewölbten Bereich aufweisen.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Schneidkörper können
Vertiefungen für Fahrbahnmarkierungen gefräst
werden, bei denen die Fahrbahnoberfläche stetig über
den konvexen Bereich in den konkaven Boden übergeleitet
wird. Dies hat den Vorteil, dass der Reifen eines Fahrzeuges sanfter
in die Vertiefung gelangt. Hierdurch wird eine Reduzierung der Geräuschentwicklung
erreicht, wobei jedoch noch ein ausreichender Schallpegel und insbesondere
ein ausreichendes haptisches Warnsignal zur Erzeugung von Aufmerksamkeit
beim Fahrer entsteht.
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Die
Geometrie der Fahrbahnmarkierung ermöglicht auch ein problemloseres Überfahren
mit einem Zweirad und dass ein den Fahrer verunsichernder Seitenverzug
vermindert wird. Darüber hinaus wird mit dem konvexen Bereich
der Vertiefung das von der Vertiefung gebildete Volumen verkleinert.
Somit kann sich darin weniger Wasser sammeln, was die Gefahr für
die Instabilität eines Zweirades bei nasser Fahrbahn deutlich
verringert.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltungsvariante des Schneidkörpers kann
es vorgesehen sein, dass wenigstens einer der konkaven Schneidbereiche
an dem dem konvexen Schneidbereich abgewandten Ende in einem zur
Rotationsachse parallelen Endbereich ausläuft. Auf diese
Weise wird in der Vertiefung ein harmonischer Übergang
zur Fahrbahnoberfläche erzeugt, der besonders robust mechanischen
Beanspruchungen widersteht.
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Wenn
vorgesehen ist, dass der Radius des konvexen Schneidbereichs zwischen
200 mm und 400 mm beträgt, und/oder dass der Radius des
konkaven Schneidbereichs zwischen 400 mm und 800 mm beträgt,
dann ergeben sich an der Vertiefung entsprechende Geometrien, die
bei vermindertem Einfluss auf die Reifenführung eine ausreichende
Geräuschentwicklung entstehen lassen.
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Eine
denkbare Erfindungsausalternative ist derart, dass der Rotationskörper
eine Befestigungsfläche aufweist, auf der Werkzeughalter
befestigt sind, die die Schneidelemente auswechselbar aufnehmen
können, dass die Befestigungsfläche einen dem
konvexen Schneidbereich zugeordneten konvexen Befestigungsabschnitt
und einen dem konkaven Schneidbereich zugeordneten konkaven Befestigungsabschnitt
aufweist. Mit einem solchen Rotationskörper kann die Schneidkurve
auf einfache Weise unter Verwendung gleicher Meißelhalter
und Schneidelemente erzeugt werden.
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Ein
erfindungsgemäßer Schneidkörper kann dadurch
gekennzeichnet sein, dass in dem von dem Rotationskörper
umschlossenen Hohlbereich ein Befestigungsflansch angeordnet ist
und dass der Befestigungsflansch an dem dem konvexen Schneidbereich
zugeordneten Innenwandungsabschnitt an den Rotationskörper
angekoppelt ist. Der Befestigungsflansch ist somit in dem durch
den konvexen Schneidbereich gebildeten verdickten Abschnitt des Rotationskörpers
festigkeitsoptimiert fixiert.
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Bei
der erfindungsgemäßen Fahrbahnmarkierung kann
es vorgesehen sein, dass der konvexe Bereich zumindest einer der
Längswände in einen konkaven Bereich des Bodens übergeleitet
ist und/oder dass der konvexe Bereich zumindest einer der Seitenwände
in die Fahrbahnoberfläche übergeleitet ist. Auf
diese Weise entstehen Vertiefungen, die die Seitenführung
des Rades wenig beeinträchtigen.
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Denkbar
ist es auch, dass die Querwände einen konkaven Bereich
aufweisen, der mittelbar oder unmittelbar in die Fahrbahnoberfläche übergeleitet ist.
Dann entsteht beim Auftreffen des Rades auf die Querwand ein ausreichend
hoher Schalldruck. Die Vertiefungen können zur Bildung
der Fahrbahnmarkierung zueinander in gleichem Teilungsraster beabstandet
sein oder es ist denkbar, dass die einzelnen Vertiefungen unmittelbar
aneinandergrenzen.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand von in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 einen
Vertikalschnitt durch eine Fahrbahn und einen Schneidkörper,
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2 einen
Vertikalschnitt durch eine Fahrbahn,
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3 und 4 in
schematischer Darstellung verschiedene Fahrbahnmarkierungen,
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5a einen
Schneidkörper gemäß dem Stand der Technik
in schematischer Seitenansicht,
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5b und 5c eine
Fahrbahnmarkierung, gefertigt mit einem Schneidkörper gem. 5a,
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6a einen
Schneidkörper gemäß dem Stand der Technik
in schematischer Seitenansicht,
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6b und 6c eine
Fahrbahnmarkierung, gefertigt mit einem Schneidkörper gem. 6a,
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7a den
erfindungsgemäßen Schneidkörper gem. 1 in
schematischer Seitenansicht
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7b und 7c eine
Fahrbahnmarkierung, gefertigt mit einem Schneidkörper gem. 7a,
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8 die
Kontur der Fahrbahnmarkierung gem. 6b bzw. 6c in
einem Koordinatensystem,
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9 die
1. Ableitung der sich aus 8 ergebenden
Kurve,
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10 die
Kontur der Fahrbahnmarkierung gem. 7b bzw. 7c in
einem Koordinatensystem und
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11 die
1. Ableitung der sich aus 10 ergebenden
Kurve.
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1 zeigt
einen Schneidkörper, der einen walzenförmigen
Rotationskörper 10 aufweist. Der Rotationskörper 10 ist
rohrförmig ausgebildet und hat eine zylindrische Innenaufnahme,
die von dem Mantel des Rotationskörpers 10 gebildet
ist. In der Innenaufnahme ist ein Befestigungsflansch 11 mit
Befestigungsaufnahmen 12 angeordnet, an den die Abtriebswelle
eines Antriebsstranges angeflanscht werden kann.
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Der
Mantel des Rotationskörpers 10 bildet ein Tragteil 13 mit
einer tonnenförmig umlaufenden Befestigungsfläche 14.
Die Befestigungsfläche 14 setzt sich aus einem
mittleren konvexen Befestigungsabschnitt 14.2 und zwei
jeweils seitlich daran anschließenden konkaven Befestigungsabschnitten 14.1 zusammen.
Dabei gehen die konkaven Befestigungsabschnitte 14.1 unmittelbar
in den konvexen Befestigungsabschnitt 14.2 über.
Auf den beiden Befestigungsabschnitten 14.1 und 14.2 sind
Meißelhalterwechselsysteme, bestehend aus einem Basisteil und
einem daran auswechselbar befestigbaren Meißelhalter 20,
montiert. Dabei sind die Basisteile mit den Befestigungsabschnitten 14.1, 14.2 verschweißt. Die
Basisteile sind zueinander in Umfangsrichtung versetzt angeordnet,
so dass sich Räum- und Ladewenden ergeben, die spiralförmig
auf den Befestigungsabschnitten 14.1, 14.2 verlaufen.
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Denkbar
ist auch eine Erfindungsausgestaltung, bei der die Meißelhalter 20 direkt
auf die Befestigungsabschnitte 14.1, 14.2 aufgeschweißt
sind, so dass auf Basisteile verzichtet werden kann. Die Meißelhalter 20 weisen
Meißelaufnahmen auf, in denen Meißel 21,
vorzugsweise Rundschaftmeißel, auswechselbar aufgenommen
werden können. Die Meißel 21 sind mit
Schneidelementen ausgestattet, die bei einer Drehung des Rotationskörpers 10 um
die Drehachse R eine Schneidkurve 15 festlegen. Dabei bildet
die Schneidkurve 15 eine Art Hüllkurve.
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Wie
die 1 veranschaulicht, bildet die Schneidkurve 15 entsprechend
der Ausgestaltung der Befestigungsabschnitte 14.1, 14.2 einen
konvexen Schneidbereich 15.2 und seitlich daran anschließende
konkave Schneidbereiche 15.1. Der Radius R2 des
konvexen Schneidbereichs 15.2 beträgt vorzugsweise
zwischen 200 mm und 400 mm, im vorliegenden Fall ist R2 =
300 mm. Der Radius R1 der konkaven Schneidbereiche 15.1 beträgt
vorzugsweise zwischen 400 mm und 800 mm. Damit kann beispielsweise
das besonders bevorzugte Verhältnis R1:R2 von ca. 2:1 eingestellt werden.
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Mit
dem Schneidkörper lassen sich Fahrbahnmarkierungen, bestehend
aus linienförmig hintereinander angeordneten Vertiefungen 31,
in die Fahrbahn 30 einfräsen.
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Die
dabei entstehende Geometrie der Vertiefung 31 ist in 2 vergrößert
dargestellt. Wie diese Zeichnung erkennen lässt, weist
die Vertiefung 31 komplementär zu der Schneidkurve 15 quer
zur Fahrbahnlängsrichtung einen konkaven Boden 31.2 auf, von
dem beidseitig zwei konvexe Längswände 31.1 aufsteigen.
Die Längswände 31.1 gehen in die Fahrbahnoberfläche 32 über.
Die quer zur Fahrbahnlängserstreckung verlaufenden Querwände 31.3 sind entsprechend
dem Walzenumfang konkav gewölbt.
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In
den 3 bis 8 sind verschiedene Ausgestaltungsvarianten
von Fahrbahnmarkierungen dargestellt, die jeweils aus aneinander
gereihten Vertiefungen 31 gebildet sind. Dabei werden die
Vertiefungen 31 von Schneidkörpern erzeugt, die
prinzipiell der Konstruktion gemäß 1 entsprechen.
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3 zeigt
eine Ausgestaltungsvariante, bei der der Schneidkörper
senkrecht zur Fahrbahnoberfläche 32 zugestellt
und nachdem der Schneidkörper seine tiefste Zustellposition
erreicht hat wieder zurückgestellt wird, bevor er um die
gewünschte Teilung in Fahrbahnlängsrichtung versetzt
wird, usw.
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4 zeigt
eine zu 3 veränderte Vorgehensweise.
Dabei wird der Schneidkörper nicht über das Niveau
der Fahrbahnoberfläche 32 zurückgestellt,
sondern während der Vorschubbewegung entlang der Fahrbahnlängsrichtung
kontinuierlich bis zur tiefsten Zustellposition zugestellt und wieder
auf das Niveau der Fahrbahnfläche zurückgestellt
wird, so dass die Vertiefungen 31 unmittelbar aneinandergereiht
sind. Dabei kann die Zustell- und Zurückstellbewegung derart
mit der Vorschubbewegung koordiniert werden, dass in Fahrbahnlängsrichtung
ebenfalls eine abwechselnde Anordung von konvex und konkav gekrümmten
Bereichen der Vertiefung herzustellen. Dadurch kann erreicht werden,
dass jede einzelne Vertiefung der Serie von Vertiefungen im Längsschnitt
einen ähnlichen Kurvenverlauf erhält, wie der
Querschnitt.
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5a zeigt
einen Schneidkörper 10 gemäß dem
Stand der Technik, der mit seinen Meißeln 21 eine
zylindrische Hüllkurve erzeugt. Dementsprechend lassen
sich mit diesem Schneidkörper 10 Fahrbahnmarkierungen 31 mit
teilzylinderförmiger Geometrie fräsen, wie 5b zeigt.
Das der 5b entnommene vergrößerte
Detail gem. 5c zeigt, dass sich bei dieser
Fahrbahnmarkierungen 31 ein schroffer 90° Übergang
zwischen der Fahrbahnoberfläche 32 und der anschließenden
Längswand 31.1 ergibt.
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6a zeigt
einen weiteren Schneidkörper
10 gemäß dem
Stand der Technik (beispielsweise gemäß der
US 6,547,484 B2 ).
Dabei erzeugen die Meißel
21 eine ballige Schneidkurve.
Es ergeben sich mit diesem Schneidkörper
10 Fahrbahnmarkierungen
31 der
in
6b gezeigten Form.
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6c zeigt
ein der 6b entnommenes Detail. Dabei
ist erkennbar, dass der Übergang von der Fahrbahnoberfläche 32 in
die Längsseitenwände 31.1 gegenüber
der Variante nach 5b und 5c deutlich
abgeflachter ist, jedoch immer noch einen relativ steilen Übergang
bildet.
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7a zeigt
zur verbesserten Gegenüberstellung den Schneidkörper 10 gem. 1.
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7b entspricht
in etwa 2 und 7c zeigt
das der 7b mit VIIc markierte Detail
vergrößert. Es lässt sich deutlich erkennen,
dass erfindungsgemäß ein verbesserter Übergang
zwischen der Fahrbahnoberfläche 32 und der Längswand 31.1 gestaltet
werden kann. Dieser Vorteil wird anhand der 8 bis 11 weiter
verdeutlicht. In 8 ist die sich aus dem Querschnitt
gem. 6b ergebende Kontur der Fahrbahnmarkierung 31 als
Kurve in ein Koordinatensystem eingezeichnet.
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10 zeigt
analog die Kurve der Fahrbahnmarkierung gem. 7b.
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Bildet
man nun von diesen Kurven (gem. 8 und 10)
die erste Ableitung, so ergeben sich die Kurven gem. 9 und 11.
Es wird deutlich, dass sich mit der erfindungsgemäßen
Fahrbahnmarkierung 31 ein stetiger Übergang von
der Fahrbahnoberfläche 32 in die Längswand 31.1 verwirklichen
lässt und diese Fahrbahnmarkierung 31 in ihrem
Steigungsverlauf einer Sinuskurve folgt.
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Demgegenüber
verdeutlicht die 9 den unstetigen Übergang
zwischen der Fahrbahnoberfläche 32 und der Längsseitenwand 31.1.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 6547484
B2 [0003, 0042]
