DE2142914A1

DE2142914A1 - Vibro-Straßenfertiger zur Herstellung von Straßenbelägen mit Vorrichtung zur gleichmäßigen Verdichtung der abgesetzten Schicht

Info

Publication number: DE2142914A1
Application number: DE19712142914
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-05-05
Filing date: 1971-08-27
Publication date: 1972-11-16
Also published as: FR2135526A1; DE2142914B2; ES402405A1; ATA389072A; CH564651A5; ZA722979B; AR197960A1; DE2142914C3; JPS5512486B1; BE783112A; AU4185872A; US3841777A; AT327270B; FR2135526B1

Description

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Dipl.-Ing. Domenico DOMBNIGHETTI in Bellinzona (Schweiz)

Vibro-Strassenfertiger zur Herstellung von Strassenbelägen mit Vorrichtung zur gleichmässigen Verdichtung der abgesetzten Schicht.

Zum Aufsetzen von Materialschichten für die Herstellung von Strassen-, Flugplatzbahnbelägen u.s.w. werden normalerweise sogenannte "Strassenfertiger¹¹ angewendet.

Die Strassenbaumaterialien (meistens bituminöse, mit Zement oder anderen Bindemitteln gemischte Konglomerate, stabilisierte Erden oder dgl.) müssen so ausgebreitet werden, dass sie eine gut nivellierte und wenn möglich gut verdichtete Schicht bilden.

Zu diesem letztgenannten Zweck sind die Strassenfertiger mit Vibrier- und/oder Feststampfvorrichtungen versehen, wodurch sie auch den Namen "Vibrofertiger" erhalten. Je nach dem Prinzip nach welchem die Vibro-fertiger die vorher bestehenden Unebenheiten (Wellenform) der Strassenoberflache beseitigen oder genauer gesagt vermindern, werden sie in zwei Haupttjruppon e mgotfu. L t und nämlich in Strassenfert L-^er mit semi-

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floating Nivellier-Verdichtungsvorrichtung und in Strassenfertiger mit full-floating Nivellier-Verdichtungsvorrichtung.

Man weiss, und die Gründe sind für den Fachmann leicht zu begreifen, dass mit beiden diesen Systemen bis heute nicht möglich gewesen ist, auf eine vorherbestehende, wellenförmige Bahn- oder Strassenoberfläche eine gleichmässige Verdichtung^ wirkung zu gewährleisten, obwohl augenscheinlich die Endoberfläche der ausgebreiteten Schicht nach vollendetem Arbeits-P gang des Vibrofertigers vollständig nivelliert scheint.

Es ist nämlich so, dass dort, wo die ausgebreitete Schicht ihre grösste Stärke aufweist, die vom Vibrofertiger erzeugte Verdichtung am kleinsten ist, während in den Zonen mit kleiner Stärke die Verdichtungswirkung des Vibrofertigers und daher die Verdichtung selbst grosser sind.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine automatische Vorrichtung zum gleichmässigen Verdichten bei guter Nivelliefc rung der auf die zu belegende Oberfläche abgesetzten Schicht. Die genannte Vorrichtung kann sowohl bei der einen als bei der anderen Vibrofertiger-Gruppe angewendet werden; im folgenden jedoch wird sie beispielsweise in ihrer Anwendung bei "fullfloating" Vibrofertigermaschinen beschrieben.

Ein Vibrofertiger zum gleichmässigen Verdichten der auf die Strassenoberfläche abgesetzten Schicht durch Anwendung der erfindungsgemässen Vorrichtung umfasst ein auf Vorschuborganen 'Raupenketten, pneumatischen Rädern etc.) lagerndes, unterer.

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Gestell und einen oberen flotierenden Rahmen, welcher vom darunterstehenden beweglichen Gestell durch Betätiger getragen wird, die von einer den genannten flotierenden Rahmen parallel zur Endstrassenoberflache haltenden, automatischen Nivellieranlage gesteuert werden. Dieser Vibrofertiger mit automatischer Nivelliervorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der genannte flotierende Rahmen nach hinten verlängert ist, um sich durch Betätigungsorgane mit den darunterstehenden Arbeitseinheiten(z.B. mit den Verteilungsschecken, mit den Abstreichelementen und mit den Vibrofeststampfelementen) zu verbinden, wodurch die Stellung der genannten Arbeitseinheiten in bezug auf die Strassenfläche sowie der Druck auf die abgesetzte Materialschicht regulierbar sind, dass mechanische, elektromechanische, ölstatische, hydraulische, direkte oder indirekte Verbindungsorgane vorgesehen sind, um die Höhe der genannten Arbeitseinheiten in Bezug auf die theoretische Nivellierfläche zu regulieren, wodurch die genaue gewünschte Endnivellierung erzielt wird, und gleichzeitig, um die von den genannten Arbeitseinheiten und ganz besonders vom Vibrofeststampfelement ausgeübten Kräfte konstant in den vorbestimmten Grenzen zu halten.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform sind die Verteilungs-, Abstreich- und Feststampfelemente mit den Betätigungsorganen durch Antivibrier- Tragstücke und beanspruchungsempfindliche Organe verbunden, welche die von genannten Elementen auf das

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Belagmaterial ausgeübten Kräfte in Signale umwandeln, durch welche die Reguliersteuervorrichtung veranlasst wird, auf die Betätigungsorgane einzuwirken, wobei genannte Regulierung den Zweck hat, die gegenseitige Stellung der Arbeitseinheiten so zu varieren, dass genannte Kräfte sich so nah wie möglich an den genauen vorbestimmten Wert halten.

Die beiliegenden Zeichnungen zeigen schematische Teilseitenansichten einer "full-floating" Vibrofertigermaschine, an welcher die erfindungsgemässe Vorrichtung zum gleichmässigen Verdichten der abgesetzten Schicht angebracht wird. Insbesondere:

Figur 1 stellt einen schematischen Verti.kaischnitt durch eine Vibrofertigermaschine dar, bei welcher die Verteilungs-, Abstreich- und Vibrofeststampfelemente alle getrennt sind.

Figur 2 zeigt ebenfalls einen schematischen vertikalen Schnitt durch einenVibrofertiger zur gleichmässigen Verdichtung, wobei hier·jedoch eine Variante der auf die Niveauveränderungen empfindlichen Organe dargestellt ist.

Figur 3 zeigt ebenfalls im schematischen vertikalen Schnitt eine weitere Ausbildung der auf die Niveauveränderungen empfindlichen Organe.

Figur 4 zeigt einen vertikalen Schnitt durch eine erste Variante der Reguliervorrichtungen.

Figur 5 seigt eine zweite Variante mit mechanischem Abtast-

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organ.

Die in Fig. 1 dargestellte Vibrofertigermaschine umfasst ein Fahrgestell 1, auf welchem die Raupenkette 2 (welche selbstverständlich durch eine Reihe von pneumatischen Rädern ersetzt sein könnte) montiert ist und welches vermittels Kolben 3 den flotierenden Rahmen 4 trägt. Dieser wird durch eine fortwährend auf genannte Kolben wirkende, bekannte automatische Nivelliervorrichtung parallel zur Endniveaufläche gehalten. Auf dem Schwanzteil 4' des Rahmens 4 sind vertikal oder annähernd vertikal verschiebbare Schnecken 5 zur Querverteilung des auszubreitenden Materials sowie das Abstreichelement 6 und das Vibrofeststampforgan 7 montiert. Die relative Stellung dieser Elemente untereinander und in Bezug auf die Bodenfläche ist vermittels Betätiger 8 (z.B. Kolben) regulierbar, die an der einen Seite mit dem Rahmen 4¹ und an der anderen Seite mit den Elementen 5 bzw. 6, 7 verbünden sein können. Die Ausstreckung und Einziehung dieser Betätiger 8 kann sowohl bei Hand als auch automatisch durch eine ölstatische Vorrichtung vorgenommen werden.

Anstatt eines Systems mit ölstatisehen Kolben und der relativen Steuervorrichtung können beispielsweise andere Betätigungsysteme z.B. mechanische, elektrische, pneumatische Vorrichtungen angewendet werden, durch welche in jedem Augenblick die relative Stellung jeden Elementes 5, 6, 7 in Bezug

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auf den Rahmen 4-4' wahlweise geändert werden kann.

Das Vibrofeststampfelement 7 wird durch einen Vibrationserreger 9 in Vibration gesetzt und seine untere Seite 10, welche mit dem auszubreitenden Material 11 in Berührung kommen soll wird" vermittels Tragstücken 12 in einer zweckmässig geneigten Stellung gehalten. Diese Tragstücke 12 sind an einem Ende mit dem Vibrostampfelement 7 und am anderen Ende mit Antivibrationslagern oder -Stützen 13 bekannten Types verbunden.

P Der nicht vibrierende Teil dieser Lager 13 ist durch ein auf Beanspruchungen empfindliches Organ 14 mit dem Kolben 8 verbunden. Das Organ 14 zeigt fortwährend die Grosse der Kraft an, welche vom Vibrofeststampfelement an den Rahmen 4¹ übertragen wird und umgekehrt.

Diese beanspruchungsempfindlichen Organe 14 sind durch das ölstatische System mit den Kolben oder Betätigern 8 verbunden und bestimmen die Ausstreckung oder Einziehung derselben je nachdem ob die durch sie hindurchgehenden Kräfte vorbestimmte gewünschte Werte über- oder unter«--schreiten.

Die Servosysteme sowie der Automationsgrad können sehr ver— schiedenenartig sein.

Gemäss einer bevorzugten besonders einfachen Ausführungsform betätigen die beanspruchungsempfindlichen Organe 14 einige verschiedene gefärbte Lampen, welche sich auf dem Schaltbrett vor dem die Fertigungsmaschine bedienenden Arbeiter anzünden.

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Sollte die durch die Organe 14 hindurchgehende Kraft einen vorbestimmten Wert überschreiten, was bedeuten würde, dass der von der Oberfläche 10 auf das Material 11 ausgeübte Druck zu hoch ist, dann muss man das Abstreichelement 6 (und eventuell die Vertexlungsschnecken 5) senken, um die sich vor das Vibro-stampfelement 7 häufende Materialmenge zu vermindern oder umgekehrt. Mit dieser ausserordentlich einfachen und halb-automatischen Vorrichtung muss der Operator manuell eingreifen»

Um eine vollautomatische Regulierung zu erzielen hingegen, könnte man eine z.B. elektrische Verbindung vorsehen, welche die Senkung oder Hebung der Elemente 5 bzw. 6 veranlasst , sobald die beanspruchungsempfindlichen Organe irgend eine Variation der durch sie hindurchgehenden Kräfte anzeigen angeben.

Eine weitere vereinfachte, automatische erfindungsgemässe Nivelliervorrichtung zur gleichmässiger Verdickung ist in Fig. dargestellt, wo der vordere Kolben und das vordere beanspruchungsempfindliche Organ für das Vibro-Peststampfelement 7 ausgelassen wurden und das hintere Organ 14 automatisch und direkt das Senken oder Heben der Elemente 5 und 6 steuert.

Ein drittes, vereinfachtes erfindungsgemässes System ist in Fig. 3 dargestellt, wo das Abstreichelement 6 und der Vibro-Feststampfer 7/einer\zu₇einzigen Einheit vereinigt wurden. In diesem Tz.ll wird das vom beanspruchungsempfindli'jiien Organ 14

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herkommende Signal zum Heben und Senken des vorderen Teiles des Vibro-Feststampfelementes 7 und eventuell auch der Scliecke 5 angewendet.

Gemäss einem weiteren vereinfachten System wird die Verschmelzung oder Vereinigung der beanspruchungsempfindlichen Organe 14 mit den vibrationsdämpfenden Organen 13 vorgesehen. Da die-. se letzten eine zu den statischen Kräften proportioneile elastische Nachgebung aufweisen, können sie einfach so angewendet werden, dass man auf ihrem nicht-vibrierenden Teil elektrische

Ψ Kontakte und auf ihrem vibrierenden Teil Steuernocken montiert, welche letztere, indem sie sich infolge der Aenderung der statischen Kräfte verschieben, genannte Kontakte betätigen, die dann ihrerseits die Betätigungsorgane oder Kolben 8 steuern. Selbstverständlich kann man anstatt elektrischer Kontakte elektromagnetische, optische oder andersartige beanspruchungsempfindliche Elemente vorsehen.

Eine weitere, eher mechanische Lösung ist in Fig. 4 dargestellt, wo die Verbindung zwischen dem feststampfenden Element 9-10 und dem Abstreichelement 6 durch eine vertikale Kette 15 erstellt wird. Diese Kette ist um zwei feststehenden Rollen 16, 16· gespannt, die auf dem Rahmen 4' montiert sind. Die Kette 15 verschiebt sich vertikal zwischen dem Steuerelement 17 für das Abstreichelement 6 und dem Steuerelement 18 für das Vibro-Stampfelement 9 und zwar so dass, wenn sich das Organ 17 heb-";, das Organ 18 sich senkt und umgekehrt wenn das

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Organ 17 sich senkt, das Organ 18 sich hebt. Dadurch arbeiten das Abstreich- und das Feststampfelement 9-10 in einem gegebenen Verhältnis mit, um die ausgebreitete Materialschicht auf ein vorbestimmtes Optimalniveau zu bringen.

Eine weitere erfindungsgemässe mechanische Vorrichtung, welche die Regulierung der Materialschicht-Stärke gestattet, ist in Fig. 5 dargestellt, wo mit dem Rahmen 4 ein Tragstück 19* für einen Rollabtaster 19 verbunden ist, welcher bis zur Berührung mit der vorherbestehenden Bodenoberfläche nach unten reicht. Auf diese vorherbestehende, meistens unebene Bodenoberfläche setzt sich die Schicht 11 des Materials ab, das durch das Förderband 20 regelmässig befördert und auf die Verteilungsschnecke 5 ausgeschüttet wird. Diese breitet es gleichmässig auf die Bodenoberfläche aus. Der Rollabtaster 19 folgt dem Profil der vorherbestehenden Bodenoberfläche, welche, wie in Fig. 5 dargestellt ist, Unebenheiten aufweist. Diese Unebenheiten oder Niveauunterschiede werden den Betätxgungsorganen übertragen bei Berücksichtigung der zeitlichen Vorauseilung, mit welcher die Rolle des Abtasters die Bodenoberfläche berührt, bezüglich der Einwirkung der Abstreich- und Vibrofeststampfelemente auf die Materialschicht. Auf diese Weise ist die Materialmenge, die sich in die Vertiefungen (z.B. 21) absetzt, grosser als diejenige, die sich auf die Erhöhungen 22 ablagert.

Somit ist es möglich nicht nur, wie gewünscht, eine absolute

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horizontale Schicht herzustellen sondern auch eine konstante Verdichtung zu erzielen und zwar unabhängig von den Unebenheiten der ursprünglichen darunterliegenden Bodenfläche. Der Abtaster wird so nah wie möglich bei den Abstreich- und Peststampforganen 5, 6, 7 vorgesehen, um den Abstand zwischen dem Aufnahme- oder Vermessungspunkt des ursprünglichen Bodenniveaus und der Abstreich- und Vibrofeststampfstelle auf ein Minimum zu reduzieren.

Zu diesem Zweck wird die Speisung des Materials an die Schnecke h 5 durch ein Förderband 20 bekannten Types vorgenommen, welches das Material oberhalb der Schnecke ausladet, so dass im darunterliegenden Raum der Abtaster 19 Platz findet.

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Claims

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Ansprüche

\lj Vibro-Fertigungsmachine zum gleichmässigen Verdichten der auf eine Strassenoberfläche abgesetzten Schicht, welche folgende Komponente umfasst: ein auf Vorschuborgan (Raupenketten, pneumatischen Rädern usw.) lagerndes, unteres Gestell und einen oberen flotierenden Rahmen, welcher vom darunterstehenden, beweglichen Gestell durch Betätiger getragen wird, die von einer den genannten flotierenden Rahmen parallel zur Endniveauoberfläche haltenden automatischen Nivellieranlage gesteuert werden, dadurch gekennzeichnet , dass der genannte flotierende Rahmen 4 einen nach hinten sich streckenden Schwanzteil V aufweist, der sich durch Betätigungsorgane 8 mit darunterstehenden Arbeitseinheiten wie z.B. Verteilungsschnecken 5_y Abstreichelementen 6 und Vibro-Feststampfelementen 7—9—10 verbindet, wodurch die Stellung der genannten Arbeitseinheiten in Bezug auf die Strassenoberfläche sowie der Druck auf die abgesetzte Materialschicht regulierbar sind, dass mechanische, elektromeckanische, ölstatische, hydraulische, direkte oder indirekte Verbindungs/organe vorgesehen sind, um die Höhe der genannten Arbeitseinheiten in Bezug auf die theoretische Nivellierfläche zu regulieren, wodurch die gewünschte genaue Endnivellierung erhielt wird und gleichzeitig um die von den genannter* Arbeitseinheiten und ga.nz

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besonders vom Vibro-Feststampfeinheit ausgeübten Kräfte konstant in vorbestimmten Grenzen zu halten.
2. Vibro—Fertigungsmaschine gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,, dass die Verbindungselemente zwischen den Arbeitseinheiten (Verteilungselementen oder Schnecken (5), Abstreichelementen (6) und Vibro-Feststampfelementen (7, 9, 10) ) und den Regulationsbetätigern (8) aus Antivibration^ lagern (13) und beanspruchungsempfindlichen Organen (14)

Ψ bestehen, welche die Grosse der von genannten ARbeitseinheiten auf das Belagmaterial ausgeübten Kräfte in Signale umwandeln, welche den Einsatz der Regulationssteuerung auf die Betätigungsorgane (8) veranlassen, wobei genannte Regulierung den Effekt hat, die gegenseitige Stellung der genannten Arbeitseinheiten (5 bis 10) zu modifizieren, um genannte Kräfte so nah wie möglich am gewünschten Wert zu halten.
3. Vibro-Fertigungsmaschine gemäss den vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von den beanspruchungsempfindlichen Organen (14) übermittelten Signale auch zur Veränderung der Vorwärtsgeschwindigkeit der Maschine angewendet werden.
4^ Yitro-Fertigungsmaschine gemäss Anspruch 2, dadurch geksrm^eichnet, dass das von den beanspruchüngsempfindlichen

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Organen (14) übermittelte Signal direkt und automatisch auf die Betätigungsorgane 8 einwirkt, um die Kräfte auf den vorbestimmten genauen Wert zurückzubringen.
5. Vibro-Fertigungsmaschine gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das von den beanspruchungsempfindlichen Organen (14) übermittelte Signal in ein akustisches oder in ein Lichtsignal umgewandelt wird, welches den Führer der Maschine erreicht, um ihm zu melden, dass er auf die Steuerorgane für die Betätiger (8) wirken muss um die Stellung der verschiedenen Arbeitseinheiten zu verändern und dadurch genannte Kräfte auf den vorbestimmten Wert zurückzubringen.
6. Vibro-Fertigungsmaschine gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstreichelemente (6) mit den Vibro-Feststampfelementen (7, 9* 10) zu einer einzigen Einheit vereinigt sind, welche somit eine verlängerte Form aufweist^ deren Vorderteil demjenigen eines Abstreichelementes sehr ähnlich ist.
7. Vibro-Fertigungsraaschine gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vorderen Anti Vibrationslager (13) der Vibro-Feststampfeinheit 7 durch eine Gelenkverbindung (15) mit dem flotierenden Rahmen (4¹) verbunden sind und dass die Beanspruchungen der Vibro-Feststampfoberfläche (10) durch ein einziges beanspruchungsempfindliches Organ

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(14¹) (Fig. 4) gemessen werden, dessen Signal sich auf die Wirkung der ganzen unteren Fläche (10) der Einheit 7 bezieht und dazu dient, die Reguliersteuerung sowohl der Vibro-Feststampfelemente (7) als auch der Verteilungs— und Abstreich-. elemente (6) zu veranlassen.
8. Vibro-Fertigungsmaschine gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichent, dass die beanspruchungsempfindlichen Organe (14) mit den vibrationsdämpfenden Lagern (13) zu einer einzigen Einheit vereirigt sind.
9. Vibro-Fertigungsmaschine gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung für das Vibro-Feststampfelement (9-IO) und für das Abstreichelement (6) mechanisch durch eine um zwei feststehende Scheiben (l6, 16 ·) umgespannte Kette (15) erfolgt, wobei genannte Kette mit den Steuerenden (17 und 18) für den vorderen TExI des Abstreichelementes bzw. des Feststampfelernentes (?) fest verbunden ist, so dass, wenn der vordere TEiI des Feststampfeiementes (7) die Tendenz hat sich zu heben, das Abstreichelement (6) die Tendenz aufweist, sich zu senken und umgekehrt.
10. Vibro-Fertigungsmaschine gemäss Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Abtaster (19), dessen Tragstück (19*) auf dem Rahmen (4) festmontiert ist, während die Rolle (19) dem Profil der vorherbestehenden ßodenoberflache folgt, in-

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dem sie in jedem Moment den Abstand oder die Abweichung der genannten vorherbestehenden Bodenfläche von den theoretischen Nivellierfläche abmisst, wobei ein Mittel oder eine Vorrichtung vorgesehen wird, die ein Signal übermittelt, wenn die Stellung der Arbeitseinheiten (5, 6, 7) von der theoretisch vorbestimmten Stellung abweicht und wobei genanntes Signal verwendet wird, um im genannte Arbeitseinheiten (5, 6, 7) in die optimale gegenseitige Stellung zurückzubringen.
11. Vibro-Fertigungsmaschine gemäss Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass genannter Abtaster (19) sehr nah bei den Arbeitseinheiten (5» 6, 7) angeordnet wird und das dadurch ermöglicht wird, dass ein Förderband (20) bekannten Types das Belagmaterial direkt auf die Verteilungsschnecke (5) ausschüttet, so dass im darunterliegenden Raum genannter Abtaster (19) Platz findet.

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