DE29610661U1 - Device for the production of asphalt specimens - Google Patents

Device for the production of asphalt specimens

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Description

D49hA NO·5 iWlMH/t fA R E N DTD 49hA NO· 5 iWlMH/t f AREN DT

PATENTANWALTPATENT ATTORNEY

Bergiusstr. 2c ■ 30655 HannoverBergiusstr. 2c ■ 30655 Hannover

GebrauchsmusteranmeLdung "Gerät zum Herstellen von Asphalt·Utility model application "Device for producing asphalt"

proben"rehearse"

Anmelder: Herr Josef Freundl
30974 WennigsenApplicant: Mr. Josef Freundl
30974 Wennigsen

Gerät zum Herstellen von Asphaltprobenkörpern Device for producing asphalt specimens

Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Herstellen verdichteter Asphaltprobenkörper für Materialprüfungszwecke, mit einem AsphaItformkasten und einem Verdichtungselement, das unter Druck über die Oberfläche des Probenkörpers bewegbar ist, insbesondere für Probenkörper zum Prüfen der Spurrinnenbildung von Straßenasphalt.The invention relates to a device for producing compacted asphalt test specimens for material testing purposes, with an asphalt molding box and a compaction element that can be moved under pressure over the surface of the test specimen, in particular for test specimens for testing the rutting of road asphalt.

Material für Straßendecken unter Verwendung von Bitumen wird zur Feststellung des Verhaltens bei der Bildung von Spurrinnen durch Fahrzeugräder einer intensiven Prüfung unterzogen. Das zu prüfende Material wird in Form von flachen, rechteckförmigen Probenkörpern in das Spurrinnentestgerät gegeben. Die Probenkörper oder Prüflinge werden unter Berücksichtigung der Vorgänge beim Aufbringen einer Straßendecke hergestellt. Straßendecken werden mit Hilfe von Straßenwalzen verdichtet. Das Verdichten einer Prüflingsoberfläche unmittelbar durch Walzen führt jedoch zu Unebenheiten, dieMaterial for road surfaces using bitumen is subjected to intensive testing to determine its behaviour when rutted by vehicle wheels. The material to be tested is placed in the form of flat, rectangular test specimens in the rutting test device. The test specimens or test pieces are produced taking into account the processes involved in laying a road surface. Road surfaces are compacted using road rollers. However, compacting a test piece surface directly by rollers leads to unevenness which

zu vermeiden sind. Abhilfe wurde hier durch das Einwalzen von Lamellen geschaffen. Die Lamellen werden innerhalb der Form dicht an dicht auf die Oberfläche des Prüflings gesetzt und eingewalzt. Dadurch gelingt es, die Oberfläche mit besserer Qualität eben oder glatt zu halten. Dieser Verdichtungsvorgang entspricht jedoch nicht den Verdichtungsvorgängen, die auf der Straße unter Verwendung von VerdichtungswaLzen erzielt werden. Ferner ist bei den bekannten Geräten das Entnehmen der fertigen Proben aus der Verdichtungsform schwierig, Man hat die Formen deshalb zerlegbar gestaltet.are to be avoided. This was remedied by rolling in slats. The slats are placed close together on the surface of the test specimen within the mold and rolled in. This makes it possible to keep the surface even or smooth with better quality. However, this compaction process does not correspond to the compaction processes that are achieved on the road using compaction rollers. Furthermore, with the known devices, removing the finished samples from the compaction mold is difficult. The molds have therefore been designed so that they can be dismantled.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät zum Herstellen verdichteter Asphaltprobenkörper zu schaffen, mit dem die Verdichtungsvorgänge den tatsächlichen Verhältnissen beim Walzen einer Straßendecke besser angepaßt werden können. Ferner soll die Handhabung beim Entnehmen einesfertigen Prüflings vereinfacht und der gesamte Ablauf weitgehendst automatisiert werden. Die Erfindung als Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich dadurch aus, daß das Verdichtungselement ein pendelartig aufgehängtes und zum Aufbringen des Verdichtungsdrucks vertikal verschiebbares Walzensegment ist, wobei der Formkasten auf einem in Richtung der Pendelbewegungen hin- und herbewegbaren Schlitten angeordnet ist.The invention is based on the object of creating a device for producing compacted asphalt test specimens with which the compaction processes can be better adapted to the actual conditions when rolling a road surface. Furthermore, the handling when removing a finished test specimen should be simplified and the entire process should be automated as far as possible. The invention as a solution to this object is characterized in that the compaction element is a roller segment suspended like a pendulum and can be moved vertically to apply the compaction pressure, with the mold box being arranged on a carriage that can be moved back and forth in the direction of the pendulum movements.

Die Dicke der Prüflinge kann etwa von 40 bis 120 mm stufenlos eingestellt werden. Die Belastung für die Verdichtung des Materials in der Verdichtungsform wird vorzugsweise über eine mikroprozessorgesteuerte Servoregelung hydraulisch aufgebracht. Der VerdichtungsVorgang kann sowohl durch eine Wegais auch Kraftregelung erfolgen. Durch die Wegregelung kann die gewünschte Plattenstärke vorgegeben werden. Sie wird mit einer Toleranz von - 0,1 mm Dicke eingehalten, wenn sich dasThe thickness of the test specimens can be adjusted continuously from 40 to 120 mm. The load for compacting the material in the compaction mold is preferably applied hydraulically via a microprocessor-controlled servo control. The compaction process can be carried out by both a path and a force control. The path control can be used to specify the desired plate thickness. It is maintained with a tolerance of - 0.1 mm thickness if the

eingewogene Material soweit verdichten Läßt. Die Verdichtungsform ist gehärtet, auf Li nearführungen gelagert und kann hydraulisch verfahren werden.The compaction form is hardened, mounted on linear guides and can be moved hydraulically.

Zum Füllen der beheizbaren Form ist das ebenfalls beheizbare WaLzensegment seitlich aus dem Arbeitsbereich herausschwenkbar Die Form ist ferner mit einer hydraulischen Auspreßvorrichtung versehen, mit der die verdichtete Probe aus der Form gedrückt wird und zum Abkühlen abgestellt werden kann. Die gesamte Elektrik und Mikroprozessorsteuerung ist vorzugsweise in ein Gehäuse eingebaut und am Geräterahmen schwenkbar angeordnet. Die Hydraulik ist im Unterteil des Gerätes eingebaut und für die Wartung leicht zugänglich.To fill the heatable mold, the roller segment, which can also be heated, can be swiveled out of the working area. The mold is also equipped with a hydraulic squeezing device, with which the compacted sample is pressed out of the mold and can be set aside to cool. The entire electrical system and microprocessor control is preferably installed in a housing and arranged so that it can be swiveled on the device frame. The hydraulic system is installed in the lower part of the device and is easily accessible for maintenance.

Weitere, den Erfindungsgegenstand vorteilhaft gestaltende Merkmale sind in den Schutzansprüchen angegeben.Further features which advantageously shape the subject matter of the invention are specified in the claims.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt und nachstehend erläutert.An embodiment of the invention is shown schematically in the drawing and explained below.

Das Gerät besteht aus einem rahmenförmigen Oberteil 1 und einem tischförmigen Unterteil 2. Das Walzensegment 3 ist um die Horizontalachse 4 pendelartig bewegbar am Oberteil 1 aufgehängt. Zur Ausführung der Vertikalbewegungen des Walzensegments zur Einleitung der Druckkraft in die Oberfläche des Prüflings ist auf dem Oberteil 1 ein Hydraulikzylinder 5 angeordnet. Dessen Kolbenstange, (nicht dargestellt), schiebt über das Führungsgehäuse 6 das Walzensegment 3 abwärts, über ein Servoventil 7 kann die Bewegung des Kolbens im Hydraulikzylinder umgesteuert werden. Beim Nachobenfahren des Walzsegments 3 erreicht ein am Walzsegment vorhandener Anschlag die an dem oberen Querhaupt angebrachte Nocke 22, die vorzugsweise kugelgelagert ausgeführt ist. Durch die außermittige Anordnung der Nocke wird das Walzsegment automatisch beim Nachobenfahren des Kolbens seitlich herausgeschwenkt, so daß die Form zugänglich ist. Zwischen der Kolbenstange und der Ver-The device consists of a frame-shaped upper part 1 and a table-shaped lower part 2. The roller segment 3 is suspended from the upper part 1 so that it can move like a pendulum around the horizontal axis 4. A hydraulic cylinder 5 is arranged on the upper part 1 to carry out the vertical movements of the roller segment to introduce the pressure force into the surface of the test object. Its piston rod (not shown) pushes the roller segment 3 downwards via the guide housing 6, and the movement of the piston in the hydraulic cylinder can be reversed via a servo valve 7. When the roller segment 3 is moved upwards, a stop on the roller segment reaches the cam 22 attached to the upper crosshead, which is preferably designed with ball bearings. Due to the off-center arrangement of the cam, the roller segment is automatically swung out to the side when the piston is moved upwards, so that the mold is accessible. Between the piston rod and the

bindung zum Walzensegment kann ein Kraftaufnehmer, beispielsweise eine Druckmeßdose, angeordnet werden.A force sensor, such as a pressure transducer, can be arranged in connection with the roller segment.

An dem Führungsgehäuse 6 befindet sich bei dem gezeigten Beispiel, ein Gehäuse 8 für einen Linearwegaufnehmer in Gestalt eines Potentiometers, dessen Schubstange 9 mit der Aufhängeeinrichtung des Walzensegments verbunden ist.In the example shown, the guide housing 6 contains a housing 8 for a linear displacement sensor in the form of a potentiometer, the push rod 9 of which is connected to the suspension device of the roller segment.

Das Geräteunterteil 2 ist mit Führungsschienen 10 für einenThe lower part 2 of the device is provided with guide rails 10 for a

quer verschiebbaren Schlitten 11 versehen. Durch eine Kolben-transversely movable slide 11. By means of a piston

und Zylindereinheit 12 kann der Schlitten hydraulisch hin- und herbewegt werden.and cylinder unit 12, the carriage can be moved back and forth hydraulically.

Auf dem Schlitten 11 befindet sich die Verdichtungsform 13, die horizontal in ein Oberteil 13a und ein Unterteil 13b unterteilt ist. Das Unterteil 13b nimmt das zu verdichtende und zu prüfende Material zur Bildung des Probenkörpers auf. Am Boden des Unterteils 13b befindet sich eine Platte 14, die mit dem Stempel 16 eines Auspreßzylinders 15 verbunden ist. Am gegenüberliegenden Ende ist der Auspreßzylinder 15 mit dem hin- und herfahrbaren Zylinder 12 des hydraulischen Antriebs verbunden. Innerhalb des Maschinenunterteils 2 befindet sich die gesamte Hydraulikeinrichtung 17 des Gerätes.The compaction mold 13 is located on the slide 11, which is divided horizontally into an upper part 13a and a lower part 13b. The lower part 13b holds the material to be compacted and tested to form the test specimen. At the bottom of the lower part 13b there is a plate 14, which is connected to the stamp 16 of an extrusion cylinder 15. At the opposite end, the extrusion cylinder 15 is connected to the reciprocating cylinder 12 of the hydraulic drive. The entire hydraulic system 17 of the device is located within the machine lower part 2.

Das Steuergerät ist mit der Mikroprozessoreinrichtung in einem Gehäuse 18 an einem Schwenkarm 19 befestigt und drehbar an der horizontalen Traverse 20 des Geräteoberteils angelenkt .The control unit with the microprocessor device is mounted in a housing 18 on a swivel arm 19 and is pivotally connected to the horizontal cross member 20 of the upper part of the device.

Das Gerät arbeitet wie folgt:The device works as follows:

Das zur Prüfung vorbereitete Asphaltmischgut wird temperiert in das Unterteil 13b der Verdichtungsform 13 gefüllt. Die Menge des Mischgutes entspricht den verschiedenen Plattenstärken, die gefertigt werden sollen.The asphalt mixture prepared for testing is filled at a tempered level into the lower part 13b of the compaction mold 13. The amount of mixture corresponds to the different plate thicknesses that are to be produced.

Zum Verdichten wird das WaLzensegment 3 bis zum Erreichen der Oberfläche des Materials abgesenkt. Sodann wird die Ve &igr;— dichtungsform mit dem Mischgut durch den HydrauLikzyLinder hin- und herbewegt. Zwischen dem waagerechten Zylinder 12 und dem Unterteil 13b der Verdichtungsform befindet sich der Auspreßzylinder 15, der die Kraft für die Hin- und Herbewegung auf den Schlitten 11 überträgt, über eine Servosteuerung des Hydraulikzylinders 5 kann, die Probe mit konstanter Last oder mit konstanter Verformung verdichtet werden. Die Anzahl der Walzenübergänge kann mit der Steuerung programmiert werden, um eine definierte Verdichtung zu erreichen. Sobald das Walzensegment 3 die Oberfläche des zu verdichtenden Probenkörpers erreicht hat, wird der Hydraulikzylinder 12 in Tätigkeit gesetzt. Die Hin- und Herbewegung beträgt etwa 45 übergänge pro Minute. Die konstante Last oder die konstante Verformung, mit der das Mischgut verdichtet wird, kann frei programmiert werden. Ist der Verdichtungsvorgang abgeschlossen, wird zunächst nur der Vorschub des Hydraulikkolbens im Hydraulikzylinder 5 abgeschaltet. Die Hin- und Herbewegung des Schlittens 11 wird dagegen noch eine Zeitlang fortgesetzt, um dadurch die Oberfläche der Probe zu glätten. Anschließend wird der Prüf- oder Probenkörper aus der Verdichtungsform 13b in den darüber befindlichen Teil 13a gedruckt, in dem er aus der Maschine herausgenommen und zum Abkühlen abgestellt werden kann.For compaction, the roller segment 3 is lowered until it reaches the surface of the material. The sealing mold with the mixed material is then moved back and forth by the hydraulic cylinder. Between the horizontal cylinder 12 and the lower part 13b of the compaction mold is the pressing cylinder 15, which transfers the force for the back and forth movement to the slide 11. The sample can be compacted with a constant load or with a constant deformation via a servo control of the hydraulic cylinder 5. The number of roller passes can be programmed with the control in order to achieve a defined compaction. As soon as the roller segment 3 has reached the surface of the sample body to be compacted, the hydraulic cylinder 12 is activated. The back and forth movement is approximately 45 passes per minute. The constant load or the constant deformation with which the mixture is compacted can be freely programmed. Once the compaction process is complete, only the advance of the hydraulic piston in the hydraulic cylinder 5 is initially switched off. The back and forth movement of the slide 11, however, continues for a while in order to smooth the surface of the sample. The test or sample body is then pressed out of the compaction mold 13b into the part 13a above it, where it can be removed from the machine and placed to cool down.

Claims (17)

Of Pi;?-1 &Ngr;"®·* &EEacgr; E L IvTU f "A R E N DT PATENTANWALT Bergiusstf. 2c ■ 30655 Hannover GebrauchsmusteranmeLdung "Gerät zum Herstellen von Asphalt· proben" Anmelder: Herr Josef Freundl 30974 Wennigsen SchutzansprücheOf Pi;?-1 &Ngr;"®·* &EEacgr; E L IvTU f "A R E N DT PATENTANWALT Bergiusstf. 2c ■ 30655 Hannover Utility model application "Device for producing asphalt samples" Applicant: Mr. Josef Freundl 30974 Wennigsen Protection claims 1. Gerät zum Herstellen verdichteter Asphaltprobenkörper für Materialprüfungszwecke, insbesondere zum Prüfen der Spurrinnenbildung von Straßenasphalt, mit einem Asphaltformkasten und einem VerdientungseLement, das unter Druck über die Oberfläche des Probenkörpers bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdichtungselement (3) ein pendelartig aufgehängtes und zum Erzeugen des Verdichtungsdrucks vertikal verschiebbares Walzensegment (3) ist, wobei der Formkasten (13) auf einem in Richtung der Pendelbewegungen hin- und herbewegbaren Schlitten (11) angeordnet ist.1. Device for producing compacted asphalt test specimens for material testing purposes, in particular for testing the rutting of road asphalt, with an asphalt molding box and a compression element which can be moved under pressure over the surface of the test specimen, characterized in that the compression element (3) is a roller segment (3) suspended in a pendulum-like manner and vertically displaceable to generate the compaction pressure, the molding box (13) being arranged on a carriage (11) which can be moved back and forth in the direction of the pendulum movements. 2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der vertikalen Anpreßkraft ein Hydraulikzylinder (5) eingesetzt ist.2. Device according to claim 1, characterized in that a hydraulic cylinder (5) is used to generate the vertical contact force. 3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten mit einem Hydraulikzylinder (12) in Wirkverbindung steht.3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the carriage is operatively connected to a hydraulic cylinder (12). ·4·4 4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das WaLzensegment (3) eine Heizung mit einem Regler und einem Mikroprozessor aufweist.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the roller segment (3) has a heater with a controller and a microprocessor. 5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet, daß der Formkasten (13) mit einer Auspreßvorrichtung (15, 16) versehen ist.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the molding box (13) is provided with a pressing device (15, 16). 6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden des unteren FormkastenteiLs (13b) eine von einer Kolben-Zylindereinheit (15, 16) vertikal nach oben drückbare Auspreßplatte (14) angeordnet ist.6. Device according to claim 5, characterized in that a pressing plate (14) which can be pressed vertically upwards by a piston-cylinder unit (15, 16) is arranged on the bottom of the lower mold box part (13b). 7. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkasten (13) zweiteiLig (13a, 13b) mit horizontaler Trennebene ausgeführt ist.7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the mold box (13) is designed in two parts (13a, 13b) with a horizontal parting plane. 8. Gerät nach einem der Ansprüche &Iacgr; bis 7 , dadurch gekennzeichnet, daß der Formkasten mit eingebauter Heizung, Regler und Mikroprozessor ausgestattet ist.8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the molding box is equipped with a built-in heater, controller and microprocessor. 9. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur vertikalen Verschiebung des WaLzensegments und zum Erzeugen der Anpreßkraft eine hydraulische Kolben-Zylindereinheit (5) eingesetzt ist,9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that a hydraulic piston-cylinder unit (5) is used for the vertical displacement of the roller segment and for generating the contact pressure, 10. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Walzsegment durch einen Anschlag (21) und einer Nocke (22) beim Nachobenfahren des KoLbens automatisch seitlich herausgeschwenkt wird, so daß die Form zugänglich10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the rolling segment is automatically swung out sideways by a stop (21) and a cam (22) when the piston is moved upwards, so that the mold is accessible 11. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kolbenstange und dem Walzensegment ein Kraftaufnehmer angeordnet ist.11. Device according to claim 9, characterized in that a force transducer is arranged between the piston rod and the roller segment. 12. Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraft aufnehmer eine Druckmeßdose ist.12. Device according to claim 11, characterized in that the force sensor is a pressure cell. 13. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das WaLzensegment mit einem Linearwegaufnehmer (8, 9) verbunden ist.13. Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the roller segment is connected to a linear displacement sensor (8, 9). 14. Gerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Wegaufnehmer ein Potentiometer ist.14. Device according to claim 13, characterized in that the position sensor is a potentiometer. 15. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (11) auf Gleitschienen eines Maschinentisches als Geräteunterteil (2) angeordnet und das Walzensegment mit seinen hydraulischen Anpreß- und Meßvorrichtungen von einem auf dem Maschinentisch installierten Tragrahmen (1) pendelnd getragen wird.15. Device according to one of claims 1 to 14, characterized in that the carriage (11) is arranged on slide rails of a machine table as the lower part of the device (2) and the roller segment with its hydraulic pressing and measuring devices is supported in an oscillating manner by a support frame (1) installed on the machine table. 16. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulischen Bauteile der gesamten Antriebseinrichtungen im Geräteunterteil (2) untergebracht sind,16. Device according to one of claims 1 to 15, characterized in that the hydraulic components of the entire drive devices are housed in the device base (2), 17. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (18) mit der Mikroprozessorsteuerung und allen elektrischen Komponenten am Tragrahmen über einen Arm (19) schwenkbar angeordnet ist.17. Device according to one of claims 1 to 16, characterized in that the control device (18) with the microprocessor control and all electrical components is arranged pivotably on the support frame via an arm (19).
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