DE3225645A1 - Verfahren und einrichtung zum dosierten auftragen eines fluessigen bindemittels auf eine strassenflaeche - Google Patents

Description

k Hamburg, den 5>. Juli 1982 ^T 259382

Anmelder: A/S Marius Pedersen

Ferritslev, Dänemark

Verfahren und Einrichtung zum dosierten Auftragen eines flüssigen Bindemittels auf eine Straßenfläche

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Zuführung eines flüssigen Bindemittels auf eine Straßenfläche in Vorbereitung für das Aufbringen eines Deckschichtmaterials, wie Split, auf die Fläche. Bei dieser Art von Straßeninstandhaltungsarbeiten ist es wichtig, daß das flüssige, bituminöse Bindemittel sehr sorgfältig zugeführt und verteilt wird gemäß den tatsächlichen Erfordernissen, die sich durch den Zustand der früheren Straßenfläche im allgemeinen ergeben, und mit Bezug auf die über die Breite oder das Querprofil der Straße veränderlichen Erfordernisse, wie auch ausführlich in der PCT-Anmeldung Nr. PCT/SE 80/00020 erläutert wird.

Das flüssige Bindematerial wird auf die Straßenfläche mittels eines Sprührohres aufgetragen, das mit einer Reihe von Sprühdüsen versehen ist und in Querstellung über die Straße vorwärts bewegt wird, sodaß das Bindemittel auf die Straßenfläche in einer kohärenten Schicht aufgebracht wird, da die Straßenstreifenflachen, die den Binder aus einer einzelnen Sprühdüse erhalten, sich überlappen. Grundsätzlich ist es einwandfrei möglich, die Sprühkapazität der Einzeldüsen einstellbar zu machen, sodaß sowohl die allgemeine Dosierung und die auf Grund des Querprofiles zu differenzierende Dosierung nach Erfordernis eingestellt werden kann. In der Praxis ist jedoch eine solche Einzeleinstellung der Sprühkapazität

sehr schwierig in einfacher und zuverlässiger Weise zu erreichen.

Daher bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren, wie im Oberbegriff des Anspruches 1 ausgeführt wird, und der Zweck der Erfindung ist, ein Verfahren zu schaffen, das die einstellbare Dosierung des Binders in einfacher und zuverlässiger Weise ermöglicht.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung duuh die im Anspruch 1 angegebenen Verfahrensschritte gelöst, d. h. unter Verwendung einer verhältnismäßig großen Anzahl von Düsen, die mit einem beträchtlichen Maß an Überlappung arbeiten. An sich bedeutet die Verwendung von vielen Düsen eine Komplizierung, die jedoch bei weitem durch die Tatsache ausgeglichen wird, daß die Düsen nicht mit Bezug auf ihre Sprühfähigkeit tatsächlich einstellbar sein müssen, indem sie dadurch eingestellt werden, daß sie nur ein- oder ausgeschaltet werden. Dadurch kann ausgewählt werden, ob in irgendeinem gegebenen Bereich das Bindemittel mit hoher oder geringer Kapazität aufgetragen werden soll. Diese Steuerung der Düsen durch Ein- und Ausschalten wird wirksam erreicht durch sehr einfache Steuerungsmittel, die auch einwandfrei für Fernsteuerung durch elektrische oder pneumatische oder andere Mittel geeignet sind. Hierdurch wird os sogar leicht möglich für den Fahrer, die Einstellung der Düsen während des Arbeitsganges zu ändern, d. h., wenn bekannt ist, daß das Querprofil der Straße eine geänderte Verteilung des Binders erfordert.

In der Praxis werden die Dosierungserfordernisse über die Länge des Sprüh-Baumes nicht sehr stark variieren. Z. B. kann es ausreichend sein, daß die Minimumdosierung etwa 70 °/° der Maximumdosierung beträgt. Daher besteht eine besondere Ausführungsmöglichkeit darin, daß nur 2 parallele Düsenreihen benutzt werden, von denen eine Düsen hoher Kapazität und die andere Düsen geringer

Kapazität aufweist, sodaß an irgeneiner Stelle eine maximale oder minimale Dosierung dadurch erreicht werden kann, daß die Düsen nach Wahl betätigt werden, und zwar entweder die eine oder die andere Reihe oder beide.

Falls das Bindemittel mit einer beträchtlichen Überlappung zwischen den parallelen Bindemittelstreifen aufgetragen wird, die auf der Straße durch die verschiedenen benachbarten Düsen hinterlassen werden, besteht eine weitere Einstellmöglichkeit darin, daß die Düsen hoher und geringer Kapazität in einer solchen Weise gesteuert werden, daß die Streifen eine Auftrags- . mischung aus beiden Düsenarten erhalten. Die Dosierung kann dadurch an irgendeiner Stelle weiter abgestuft werden als sonst mit einer Dosierung nur aus den Düsen hoher oder geringer Kapazität möglich wäre.

Die Erfindung umfaßt auch eine Einrichtung zur Dosierung der Binderflüssigkeit gemäß dem vorstehenden Verfahren.

In einer bevorzugten Ausführungsform enthält diese Einrichtung einen Sprüh-Baum, der mit 2 parallelen Düsenreihen besetzt ist, von denen die Düsen in einer ersten Reihe so betätigbar sind, daß sie aus einer geschlossenen in eine Stellung maximalen Ausstoßes-schaltbar sind, während die Düsen in der anderen Reihe entsprechend zwischen einer geschlossenen und einer voll geöffneten Stellung schaltbar sind, in der ihr Ausstoß etwas geringer als der maximale Ausstoß ist.

In Verbindung mit den Ausstoßdüsen, die nur zwischen einer geschlossenen und einer offenen Stellung schaltbar sind, ist zu berücksichtigen, daß die Ausstoßkapazität der Düsen von dem mittleren Druck abhängt, der auf der Zuleitungsseite der Düsen besteht. Um ein genaues Maß der Zuführung von Binderflüssigkeit auf die Straßenfläche

zu erreichen, muß deshalb gewährleistet werden, daß der Zuleitungsdruck an den Düsen konstant gehalten wird, unabhängig von dem Ausmaß der mittleren Abgabe durch die Düsen. Eine derartige Konstanz läßt sich durch Verwendung eines Druckfühlers erzielen, der die Arbeit einer Pumpe steuert, die das Material einem Zuleitungskanal in dem Sprüh-Baum zuführt, von dem alle Düsen abzweigen. Gemäß der Erfindung wird jedoch eine gleiche ^Steuerung in besserer Weise mittels einer Steuereinheit verwirklicht, die selbsttätig die Anzahl der offenen und geschlossenen Düsen hoher bzw. geringer Auslaßkapazität eingespeist wird und die dadurch eine Materialpumpe steuert, sodaß diese das Material dem Düsensystem in einem Ausmaß zuführt, das dem gewünschten Ausmaß der Abgabe durch die Düsen entspricht, wodurch der Druck an der Düseneinlaßseite im wesentlichen oder vollständig konstant gehalten wird. Daher können sowohl die Düsen hoher als auch geringer Kapazität, die den gewünschten Unterschied in der Größe aufweisen, an demselben Bindemittelzuleitungskanal angeordnet werden, und sie können so eingerichtet sein, daß sie mit einem Bindemittelsprühwinkel arbeiten, der für beide Arten derselbe ist. Dadurch kann die Dosierung abgestuft und genau gesteuert werden.

Weitere Vorzüge und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, in denen die Erfindung beispielsweise erläutert und dargestellt ist. Es zeigen:

Fig. 1 eine Rückansicht einer Sprüheinrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 eine schaubildliche Ansicht eines äußeren Abschnittes des zugehörigen Sprüh-Baumes,

Fig. 3 u. A- eine Draufsicht bzw. Seitenansicht des Baumes,

Pig. 5-9 schematische Darstellungen verschiedener Dosierungseinstellungen,

Fig. 10 eine schematische Darstellung eines

Verteilungsmusters für das Bindemittel auf der Straßenfläche und

Fig. 11 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer der Düsen des Sprüh-Baumes.

In Fig. 1 ist ein Fahrzeug 2 auf einer Straßenfläche 4 dargestellt, die mit einer neuen Deckschicht aus Splitmaterial versehen werden soll. In Vorbereitung zur Aufbringung dieser Schicht wird die Straße mit einer Schicht aus flüssigem bituminösen Binder versehen, und zu diesem Zweck ist das Fahrzeug 2 mit einem Behälter 6 und einem querliegenden Sprüh-Baum 8 ausgestattet, an dem eine Mehrzahl von Sprühdüsen 10 derart angeordnet ist, daß jede Düse in Form eines flachen Fächers die Straße mit Bindemittel besprüht. Wie Fig. 2 und 3 zeigen, sind die Düsen in 2 parallelen Reihen angeordnet, wobei die Düsen 10 in den Reihen mit X bzw. Y bezeichnet sind. Die Düsen sind derart ausgerichtet, daß die ebenen Bindemittelfächer die Straße in nahezu linearen Bereichen treffen, die in Fig. 10 mit χ bzw. y bezeichnet sind. Diese 'Bereiche sind winkelmäßig gegen die Sichtung des Baumes versetzt, sodaß die Flüssigkeitsfächer aus benachbarten Düsen sich nicht gegenseitig stören, während sie andererseits auf der Straße streifen S und S hinter sich lassen, die sich weitgehend überlappen.

Der Baum ö ist hohl und empfängt die Flüssigkeit aus dem Behälter 6 durch eine Pumpe 24, ein Wählerventil 26 und ein Paar mittlerer Schläuche 28, Fig. 1 und 3. Die gegenüberliegenden äußeren Abschnitte 30. des Baumes sind gesonderte Hohlkörper, die mit Scharnieren 32 an dem

mittleren Baumteil angelenkt sind, sodaß die äußeren Abschnitte 30 geschwenkt und in der Waagerechten auf den mittleren Teil gefaltet werden können. Über jedem Scharnier 32 ist eine Zuleitungsschlauchverbindung 34 zwischen einem Auslaß 36 des mittleren Baumabschnittes und einem Einlaß 38 nahe der Oberseite des äußeren Abschnittes 30 und über einer darin befindlichen mittleren Unterteilung vorgesehen. An ihrem äußeren Ende hat die Unterteilung 4-0 von dem Ende des Baumes einen solchen Abstand, daß die Flüssigkeit in den unteren Eanalabschnitt des Baumabschnittes unter der Unterteilung 40 einfließen kann, wie durch einen Pfeil a angezeigt ist. Von einer Auslaßöffnung 42 am anderen Ende dieses Kanales kann die Flüssigkeit durch einen Schlauch 44 und das Ventil 26 zum Behälter oder der Pumpe zurückfließen. Eine besondere Leitung 46 ist vorgesehen, um den Baum durch Absaugen zu entleeren.

Jede der Düsen ist so gebaut, wie in Fig. 11 gezeigt· Sie weist ein Düsenelement 46 auf, das in eine Bohrung 48 in der Bodenfläche des Baumes 8 eingeschraubt ist, und hat eine innere Einlaßöffnung, die mit einem Stopfen 50 an einer Kolbenstange 52 eines oberen Luftzylindero 5^ zusammenarbeitet. Alle Zylinder 54 sind durch nicht dargestellte, dünne Steuerschläuche an eine Steuereinheit 56, Fig. 1, angeschlossen, von wo aus die verschiedenen Zylinder einzeln zur Ein-/Aus-Betätigung der zugehörigen Düsen steuerbar sind.

Die Pumpe 24 ist eine Pumpe mit positiver Verdrängung, die durch die Steuereinheit derart gesteuert wird, daß ihr Ausstoß an die Erfordernisse angepaßt wird, die durch die Anzahl und Größe der tatsächlich offengehaltenen Düsen bestimmt werden, sodaß der Flüssigkeitsdruck innerhalb des Baumes unabhängig von den Änderungen im Gesamtausstoß der Düsen konstant gehalten wird. 'Die Ausstoßkapazität der einzelen, ausgewählten Düsen wird demnach

unabhängig von dem Öffnen und Schließen der anderen Düsen.

Der bituminöse Binder sollte im warmen Zustand verarbeitet werden, und die Unterteilung 4-0 in den äußeren Baumabschnitten 30 dient dazu, den Binderfluß zu führen, um damit die Abkühlung an den äußeren Baumenden so gering wie möglich zu halten.

In den Fig. 5-9 bezeichnen die Zahlen 12 - 21 die Düsenstellungen entlang dem Baum, und zwar sowohl für X- alsauch für Y-Düsen. Die Sprühfächer sind für X-Düsen durch volle Linien gekennzeichnet und für Y-Düsen durch gestrichelte Linien. Demnach sind in Fig. 5 alle X-Düsen eingeschaltet und alle Y-Düsen geschlossen. Der Abstand zwischen den Düsen entlang dem Baum ist mit A gekennzeichnet. Es ist zu beachten, daß der Sprühwinkel der Fächer und die Höhe des Baumes über der Straßenfläche so gewählt sind, daß irgendeine Straßenteilfläche von der Flüssigkeit getroffen wird, die von 3 aufeinanderfolgenden Düsen stammt, da die Überlappung der Fächer aus 2 benachbarten Düsen 2A beträgt.

Die in Fig. 5 erreichte Dosierung wird mit 100 % bezeichnet entsprechend der Betätigung aller X-Düsen. Fig. 8 zeigt eine entsprechende Einstellung , in der alle Y-Düsen betätigt sind, wobei die Dosierung dann 70 % beträgt, da allgemein die Kapazität der Y-Düsen 70 % derjenigen der X-Düsen ist.

Es ist demnach möglich, eine Dosierung mit 17O % durch Betätigung der X- und auch der Y-Düsen zu erreichen. In der Praxis dürfte es jedoch ausreichend sein, wenn sie nur wahlweise benutzt werden. Eine Dosierung von 70 % bzw. 100 % könnte auch mittels einer Reihe von X-Düsen mit 70 % Kapazität und einer Reihe von Y-Düsen von 30 %

Kapazität erreicht werden, wobei 100 % durch die kombinierte Betätigung beider Düsenarten erzielt wird. Im allgemeinen ist es jedoch nicht vorteilhaft, Düsen mit ausgesprochen geringer Kapazität zu verwenden.

Fig. 6 entspricht Fig. 5 mit der Ausnahme, daß ,jede dritte X-Düse durch eine Y-Düse ersetzt ist, nämlich durch die Düsen 14-, 17 und 20. Hierdurch erhält jede Teilfläche der Straße Flüssigkeit aus 2 X-Düsen und einer Y-Düse, wodurch eine Dosierung von allgemein 90 % r~\ erreicht wird.

In Fig. 7 wird jede dritte X-Düse in Betrieb gehalten, während die übrigen Düsen Y-Düsen sind. Dadurch ergibt sich eine allgemeine Dosierung von 80 %.

Es kann auch erwünscht sein, entlang dem Baum eine unterschiedliche Dosierung einzustellen. Fig. 9 zeigt, daß der mittlere Abschnitt des dargestellten Bereiches allgemein mit 70 % Bindemittel versorgt wird, während an den beiden Seiten von den Düsen 12, 13» 20 und 21 die Dosierung 100 % ist. Wegen der seitlichen'Überlappung der Binderfächer tritt jedoch keine plötzliche Änderung in der Dosierung von 70 auf 100 % auf. Die Änderung geht vielmehr über Schritte von 80 und 90 %, was gewöhnlich auch den Erfordernissen nach einem allmählichen Übergang der Dosierung entspricht.

Natürlich ist es auch möglich, irgendeine andere Kombination von X- und Y-Düsen für eine unterschiedliche Dosierung zu benutzen, z. B. sogar mit einer einzelnen anderen Düse irgendwo entlang dem Baum.

Außerhalb der Baumenden nimmt die Dosierung allmählich ab. Da aber entlang den Kanten der Straße gewöhnlich eine hohe Dosierung erforderlich ist, kann es sich empfehlen, am seitlichen Ende oder den Enden des Baumes sowohl die

X- als auch die Y-Düsen offenzuhalten. - 9 -

Innerhalb des Erfindungsbereiches sind viele Ausgestaltungen möglich, insbesondere mit Bezug auf die Anordnung dor Düsen. Ihre Stellung in 2 parallelen Reihen jeweils hintereinander, die Stellung in gleicher Höhe und mit gleichen Sprühwinkeln ist an sich besonders günstig im Bau und für die Herstellung der Steuereinheit und für die Bedienung. Diese Anordnungsweise kann aber für Sonderzwecke abgeändert werden.

Die Steuereinheit kann programmierbar ausgeführt werden, sodaß sie die erforderlichen Änderungen in der Dosierung während der Arbeit entlang einer Straße entsprechend vorher gemessenen Erfordernissen selbsttätig bewirkt. Der Fahrer kann außerdem die Möglichkeit haben, von Hand irgendeine gewünschte Düse oder Düsen nach Bedarf zu betätigen. Das könnte auch durch eine mit Funksteuerung arbeitende Einrichtung ausgeführt werden, sodaß ein Vorarbeiter unabhängig von dem Fahrzeug an der Arbeitsstelle umhergehen kann, um die Arbeit besser überwachen zu können.

Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Verfahren zum dosierten Auftragen eines flüssigen Binders auf eine Straßenfläche zur Vorbereitung des Aufbringens eines Deckschichtmaterials, wobei der Binder aus einer Eeihe von Sprühdüsen aufgetragen wird, die an einem querstehenden Sprüh-Baum die Straße entlang bewegt werden und deren Sprühkapazität auf eine erforderliche Dosierung sowohl allgemein als auch unterschiedlich entlang dem Sprüh-Baum eingestellt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Düsen benutzt wird, die verhältnismäßig eng benachbart gehalten werden, sodaß sie während des Einsatzes den Binder auf die Straßenfläche in einzelnen Bereichen oder Streifen mit beträchtlicher Überlappung zwischen benachbarten Streifen auftragen, die von benachbarten, in der ^uer- und/ oder Längsrichtung des Sprüh-Baumes auseinander liegenden Düsen stammen, von denen alle oder die Mehrzahl der Düsen in eine Öffnungs- oder Schließstellung geschaltet werden können und daß zur Anpassung der Dosierung an die tatsächlichen Erfordernisse eine ausgewählte Zahl dieser Düsen geschlossen oder geöffnet wird.

   2. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Sprüh-Baum, an dem eine Reihe von Sprühdüsen angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (10 X, 10 Y) derart ausgebildet und angeordnet sind, daß die Streifen der auf einer Straßenfläche hinter den entsprechenden benachbarten Düsen zurückbleibenden Flüssigkeit sich wenigstens zu einem beträchtlichen Ausmaß überlappen und daß wenigstens die meisten der Düsen zu einem Typ gehören, der einzeln ein- bzw. ausschaltbar ist, vorzugsweise durch einzelne Fernsteuerung.

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   $. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Baum (8) mit 2 Reihen (X, Y) Düsen hoher Kapazität bzw. verminderter Kapazität ausgestattet ist,

   4. Einrichtung nach Anspruch 3₅ dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (10) in den 2 Reihen unmittelbar hintereinander angeordnet sind und alle Düsen einen im wesentlichen gleichen Sprühwinkel haben und in gleicher Arbeitshöhe über der Straßenfläche liegen.

   5- Einrichtung nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (10) derart gebaut und angeordnet sind, daß die Auftreffbereiche (x und/oder y) des flüssigen Binders auf der Straße von 2 entlang dem Sprüh-Baum (8) benachbarten Düsen einander um eine Länge überlappen, die in der Querrichtung des Sprüh-Baumes ein im wesentlichen volles Vielfaches des Abstandes (A) zwischen benachbarten Düsen beträgt, vorzugsweise das Zweifache.

   6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2-5» dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (10) von einem gemeinsamen Zuleitungskanal (8) abzweigen und daß Steuerungsmittel vorgesehen sind, die einen im wesentlichen konstanten Flüssigkeitsdruck im Zuleitungskanal aufrechterhalten.

   7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (10) mit einzelnen Betätigungsvorrichtungen (54) versehen sind, die zur Einzelbetätigung mit einer Steuereinheit. (56) verbunden sind, an·die zur Steuerung eine positive Verdrängungspumpe (24) zur Einspeisung von flüssigem Binder in den Zuleitungskanal (8) angeschlossen ist, sodaß das Ausmaß der

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   Binderzuführung gemäß der tatsächlichen Anzahl offener Düsen (10) und gegebenenfalls der Anzahlen offener Düsen hoher und verringerter Kapazität abgewandelt wird.

   8. Einrichtung nach Anspruch 4·, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (10) an der Unterseite dos rohrförmigen Sprüh-Baumes (8) liegen und daß über jeder Düse (10) an der Oberseite des Baumes (8) ein Steuerzylinder
   (54-) angeordnet ist, dessen nach unten ragende Kolbenstange (52) zwischen einer angehobenen, inaktiven und einer unteren, aktiven Stellung verstellbar ist, in der das äußere Ende (50) der Kolbenstange die
   innere Aufnahmeöffnung der zugehörigen Düse (10)
   verschließt.

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