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Vorrichtung zum Verfestigen von Straßendecken oder dergleichen
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verfestigen von insbesondere
Straßendecken oder dergleichen, mit einem in Arbeitsrichtung über die Straßendecke
bewegbaren Verdichtungsbalken und mit einer Einrichtung zur Erzeugung von hauptsächlich
lotrecht zur Straßendecke gerichteten Verdichtungsstößen von zumindesten Teilen
des Verdichtungsbalkens.
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Straßendecken werden z.B. aus'bituminösen Massen hergestellt, die
auf einem vorbereiteten Planum zu einer möglichst gleichmäßigen Lage ausgeschüttet'und
ausgebreitet werden. Damit die Einbaulage hoch belastbar wird; ist eine Nachverdichtung
notwendig. Für. das Aufbringen des Einbaumaterials und seine gleichzeitige Vorverdichtung
in größeren Einbaubreiten, wie sie insbesondere beim Straßenbau vorkommen, werden
Dosier- und Verdichtungsbohlen eingesetzt, die sich hinsichtlich ihrer Arbeitsverfahren
voneinander unterscheiden lassen.
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Es sind sogenannte Stampferbohlen bekannt, die im wesentlichen aus
einer auf dem Einbaubelag aufliegenden' Auflageplatte bestehen, wobei, in Arbeitsfahrtrichtung
gesehen, vor der Auf-
lageplatte lotrecht bewegbare Stampferleisten
angeordnet sind, die mit einem Antrieb gekoppelt sind und eine regelmäBige Hubbewegung
ausführen. Auf den zu verdichtenden Einbaubelag drückt jede Stampferleiste mit ihrer
schmalen Leistenkante im unteren Totpunkt der Hubbewegung. Demzufolge erfüllen di.e
Stampferleisten die Aufgabe des Verdichtens, während die nachfolgende Auflageplatte
nur dem Glätten und der Höhenhaltung einer solchen Stampferhohle dient. Die Stampfbewegung
der Stampferleisen erfolgt mit relativ großem Hub von mehreren Millimetern. Wegen
der relativ schmalen,mit dem zu verdichtenden .Einbaubelag in Berührung kommenden
Kantenfläche der Stampferleisten, wirkt auf die Oberfläche des Einbaubelags örtlich
ein relativ hoher Flächendruck. Ist die Lage des Einbaubelages dicker, erfolgt dadurch
an der Oberfläche zwar eine relativ gute Verdichtung, jedoch ist die Tiefenwirkung
der Verdichtung bei einer sogenannten Stampferbohle nicht zufriedenstellend.
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Daneben-sind auch sogenannte Vibrationsbohlen bekannt.
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Bei Vibrationsbohlen wird ein Antrieb dazu benutzt, ihre gesamte Auflageplatte
in Schwingungen zu versetzen. Die Schwingungen weisen eine höhere Frequenz auf als
die relativ-langsamen Stampfbewegungen von Stampfleisten und haben ebenfalls eine
geringere Amplitude als die Hubbewegung der Stampfleisten. Solche Schwingungen werden
besser in den Einbaubelag übertragen, wodurch wiederum eine verbesserte Tiefenwirkung
der Verdichtung erreicht werden kann. Wegen der größeren Auflagefläche der Vibrat.ionsbohlen
ist jedoch die Flächenpressung direkt an der
Oberfläche des Einbaubelags
geringer als bei der Verdichtung durch Stampferbohlen.
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Sowohl bei Stampferbohlen als auch bei Vibrationsbohlen, ist es erforderlich,
in einem zusätzlichen Arbeitsgang eine Nachverdichtung vorzunehmen, um die bei der
jeweiligen eingesetzten Bohlenart. aufgetretenen Mängel der Verdichtung wieder auszugleichen.
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Der Erfindung liegt die AUfgabe zugrunde, eine'Vorrichtung für eine,
Nachverdichtung zu schaffen, welche den Vorzug der Stampferbohle hinsichtlich der
hohen Flächenpressung und den Vorzug- der Vibrationsbohle hinsichtlich einer besseren
Tiefenwirkung der Verdichtung in sich vereint.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst worden, daß die
auf der Straßendecke aufliegende Unters'eite des Verdichtungsbalkens aus voneinander
getrennten Plattenabschnitten besteht, und daß die Plattenabschnitte mit einem Verdichtungsstöße
bewirkenden.Triebwerk derart gekoppelt sind,. daß einander benachbarte P'lattenabs'chnitte
sich jeweils. in zueinander entgegengesetzten Richtungen bewegen.
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Der erfindungsgemäße Verdichtungsbalken ist in der taqe, auf die
Oberfläche eines Einbaubelags mit hohem Flächendruck e'inzuwirken, gleichzeitig
jedoch, ebenso wie Vibrationsbohlen, eine erhebliche Tiefenwirkung der Verdichtung
zu erzielen. Die Unterteilung der Unterseite des Verdichtungsbalkens in Plattenabschnitte
ist so gewählt, daß die Plattenabschnitte erheblich breiter sind als die üblichen
Stampferleisten der bekannten Stampferbohlen, jedoch nicht die Auflagefläche einer
Bodenplatte
einer üblichen Vibrationsbohle erreicht wird. Durch
das Triebwerk können die Plattenabschnitte mit Hüben in der Größenordnung der bekannten
Stampferleisten arbeiten, andererseits aber auch mit Frequenzen in der bei Vibrationsbohlen
üblichen Größenordnung. Von erfindungswesentlichem Vorteil ist die Maßnahme, die
Plattenabschnitte gegenläufig zu bewegen, wodurch zum einen der zu verdichtende
Einbaubelag'nicht nur durch die Schwingungen gerüttelt und gestampft, sondern zugleich
auch geknetet wird. Weiterhin hat die Bewegung der Plattenabschnitte in zueinander
entgegengesetzten Richtungen den Vorteil, daß sich die aus den Schwingungen resultierenden,
auf die Tragkonstruktion wirkenden Massenkräfte gegenseitig aufheben.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß jeder Plattenabschnitt
ein in Längsrichtung des Verdichtungsbalkens verlaufendesFlachband ist. Die Anzahl
der nebeneinander anzuordnenden Flachbänder kann beliebig gewählt werden, jedoch
wird eine Ausführung mit einem breiteren Band und zwei gegenläufig miteinander gekoppelten
etwas schmaleren äußeren Flachbändern bevorzugt.
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Das Gewicht der beiden gekoppelten äußeren Flachbänder ist, zusammengenommen,
etwas höher als das des mittleren etwas breiteren Flachbandes. Da alle Flachbänder
mit der gleichen Frequenz schwingen, kann ein Ruhigliegen des Verdichtungsbalkens
dadurch erreicht werden, daß der Hub des mittleren Bandes umgekehrt proportional
den unterschiedlichen Gewichten
der drei Bänder, etwas größer ausgelegt
wird,, als der Hub der äußeren Bänder.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform kann auch vier nebeneinandergesetzte
Flachbänder aufweisen, die jeweils paarweise miteinander gekoppelt sind. In diesem
Fall haben alle Flachbänder die gleichen Abmessungen.
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Alle Bänder sind an ihrer der Arbeitsr.ichtung zugekehrten Vorderseite
mit Fasen versehen, die etwas höher sind, als der Hub der einzelnen Flachbänder.
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Nach einer.Weiterbildung zeichnet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung
dadurch aus, daß der Verdi,chtungsbalken wenigstens, ein kastenartiges Gehäuse aufweist,
und daß.die Flachbänder in Führungen des Gehäuses geführt sind. Ein kastenartiges
Gehäuse zeichnet sich durch seine einfache Konstruktion aus. Außerdem hat ein kastenartiges
Gehäuse den Vorteil, daß es einen Hohlraum'über den Plattenabschnitten bzw.-darin
geführten-Flachbändern ausbildet, in den z.B. zum Bearbeiten -bituminöser Baustoffe
ein Gasheizbrenner-eingebaut werden kann. Die Abgase können an der Vorderseite aus-
eihfachen Austrittsöffnungen im kastenartigen Gehäuse wieder austreten. Das kastenartige
Gehäuse ist dabei möglichst niedrig gehalten, um die Heizgase auf die Plattenabschnitte
zu leiten.
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Weiterhin ist mit Vorteil vorgesehen, daß das Triebwerk wenigstens
eine an der Oberseite des Verdichtungsbalkens gelagerte angetriebene Welle mit Exzenterteilen
aufweist, auf denen mit den als Flachbändern ausgebildeten Plattenabschnit-
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verbundene Koppelarme gelagert sind. Die Welle kann auf einfachste Weise z.B. über
einen Riementrieb und einen stufenlos regelbaren ölmotor angetrieben werden, der
ebenfalls auf dem kastenartigen Gehäuse des Verdichtungsbalkens befestigt ist. Dadurch,
daß die Exzenterteile, mit denen die Welle versehen ist, entsprechend gegeneinander
-versetzt angeordnet sind, kann die vorbeschriebene Gegenläufigkeit der Flachbänder
auf einfac'hste Weise erreicht werden. Die auf den jeweiligen Exzenterteilen gelagerten
Koppelarme ragen durch Durchbrüche im kastenartigen Gehäuse bis zum jeweils damit
verbundenen Flachband. Dabei ist vorgesehen, daß zwei parallel zueinander ausgerichtete
Koppelarme jeweils einem Exzenterteil zugeordnet sind, und zu damit verbundenen
Flachbändern führen, zwischen denen sich ein über einen entsprechenden anderen Koppelarm
mit einem anderen ExzenterteiS der Welle verbundenes Flachband befindet.
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Die freien Enden der kastenartigen Gehäuse, die zusammen mit ihren
darauf angeordneten Wellen praktisch eine Baueinheit bilden, sind gemäß einer Weiterbildung
derart ausgestaltet, daß mehrere kastenartige Gehäuse zu einem Verdichtungsbalken
beliebiger Arbeitsbreite zusammensetzbar sind. So ist es z.B.
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denkbar, an einen mittleren Hauptverdichtungsbalken, dessen Gehäuse
auch den Antriebsmotor trägt, seitlich zwei Verbreiterungsverdichtungsbalken anzusetzen,
wobei über entsprechende Kupplungen die Wellen der seitlichen Verbreiterungen vom
Hauptantrieb synchron mitgenommen werden.
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Dabei ist noch: eine erfindungswesentliche Maßnahme getroffen worden,
indem die Exzenter der Wellen einander benachbarter Gehäuse um 90" gegeneinander
versetzt sind. Diese Maßnahme hat
den Vorteil, daß sich ein günstigeres
Drehmomentverhalten hinsichlich Abbremsung und Beschleunigung der'Plattenabschnitte
bzw. Flachbänder eines aus mehreren kastenartigen Gehäusen zusammengesetzten Verdichtungsbalkens
ergibt. Eine entstehende resultierende Drehmomentkurve weist eine geringere Amplitude
auf, was zu geringeren Belastungen der einzelnen Bauteile führt.
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Weiterhin zeichnet sich die Vorrichtung dadurch aus, daß wenigstens
eine der gekoppelten Wellen e'ine Schwungmasse aufweist, durch welche in vorteilhafter
Weise Stoßbelastungen des Antriebsmotors vermieden werden.
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Zum Einstellen eines Dachprofils in der-Fahrbahn, kann ein aus zwei
kastenartigen Gehäusenzusammengesetzter Verdichtungsbalken in der Mitte auch durch
ein Spannschloß um ein tiefliegendes Gelenk abgeknickt-werden. Ebenso können se'itlich
zum Zwecke der Verbreiterung angesetzte weitere kastenartige Ge-Gehäuse mittels
Spannschlössern und entsprechenden Gelenken abgeknickt werden.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich mit besonderem Vorteil
auch als zusätzliches Anbaugerät verwenden, mit dem Straßenfertiger bei Bedarf z.B.
auch nachgerüs.tet werden können. So ist es möglich, hinter einem Straßenfertiger,
der mit einer Stampferbohle verlegt und vorverdichtet, die.erfindungsgemäße Vorrichtung
zu schleppen und dadurch optimale Verdichtungen zu erreichen, wobei dann auf einen
zusätzlichen Arbeitsgang des Nachverdichtens, z.B. mit Walzen, verzichtet werden
kann.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung, aus denen sich weitere erfinderische
Merkmale ergeben, sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt
durch einen Verdichtungsbalken, der in zwei verschiedenen' Arbeitsstellunqen dargestellt
ist, Fig. 2 eine Seitenansicht der rechten Hälfte eines Verdichtungsbalkens gemäß
Fig. 1, teilweise im Schnitt, und Fig. 3 eine zweite Ausführungsform des Verdichtungsbalkens
im Querschnitt entsprechend Fig. 1 in zwei Arbeitsstellungen.
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In Fig. 1 sind Schnittansichten zweier verschiedener Arbeitsstellungen-des
Verdichtungsbalkens dargestellt. Der Verdichtungsbalken besteht aus einem kastenartigen
Gehäuse 1, dessen untere Ränder-2 und 3 nach innen eingebogen sind und somit Auflageflächen
zur Führung auf einem zu verdichtenden Einbaubelag 4 bilden. Die Oberseite des kastenartigen
G'ehäuses' 1 weist Durchbrüche auf, in denen Führungsstücke 5, 6 und 7 von Koppelarmen
8, 9 und 10 geführt sind. Mit 11 ist ein auf der Oberseite des kastenartigen Gehäuses
1 gehaltener Lagerbock bezeichnet, in dem eine um die geometrische Achse 12 rotierende
Welle gelagert ist, die mit Exzentern versehen ist, deren geometrische Zentren 13
und 14 auf den durch Pfeile angedeuteten Umlaufb bahnen bei Rotation der Welle um
ihre Drehachse 12 bewegt werden. Der Koppelarm 9 ist auf einem ExzenterMgelagert,
dem das
geometrische Zentrum 13 zugeordnet ist. Die Koppelarme
8 rund 10 sind in einem Teil zusammengefaßt und auf dem Exzenter g&lagert, welchem
das geometrische Zentrum 14 .zugeordnet ist. Mit 15 ist ein Antriebsmotor .bezeichnetl
der die Welle über einen Keilriemen. 16 antreibt'.
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In der offenen Unterseite zwischen den-eingezogenen Rändern 2' und
3 des kastenartigen Gehäuses 1 sind nebeneinanderli'egende' Flachbänder 17, 18 und
19 angeordnet, die, wenn sie sich in einer Ebene befinden, eine geschlossene Unterseite
des kastenartigen Gehäuses bilden. Bei der auf der linken Seite der Fig.
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1 dargestellten Betriebsstellung befinden sich die mit den.
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Führungsteilen 5 und 7 der Koppelarme 8 und lO verbundene.n Flachbänder
17 un'd 19 in nach unten ausgefahrener Stellung, während das'mittlere Flachband
18 h-ochgezogen ist.' Bei einer Rotation der vom Antriebsmotor 15 angetriebenen
Welle um die geometrische Achse 12 werden die Flachbänder 17 und -l9 somit in-Pfeilrichtung
angehoben, während das mittlere Flachband 18 gleichzeitig in Pfeilrichtung nach
unten gegen den zu verdichtenden Einbau be lag 4 gedrückt wird. Durch Pfeile im
Einbaubelag ist die knetende Verdichtungswirkung in die Tiefe des Belagmaterials
angedeutet.
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Es ist ebenfalls dargestellt, daß die beiden Flachbänder- 17 und
19, die über ihre Koppelarme 8''und 1.0 einen Exzenter gemeinsam haben, dem das
geometrische Zentrum -14 zugeordnet ist, etwas schmaler ausgebildet sind, als das
mittl-ere Flachband 18, das lediglich über einen einzigen Koppelarm am zugeordneten
Exzenter gelagert ist. Dieser einzige Koppelarm 9 ist hinsicht-.
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lich seiner Masse größer dimensioniert, als die beiden seit-
lichen
Koppelarme'8 und 10. Dadurch wird erreicht, daß die Massenkräfte, welche bei den
Schwingungen auftreten etwa gleich groß sind, so daß das Gehäuse ziemlich ruhig
liegt. Zur weiteren Verbesserung der Ruhigstellung des kastenartigen Gehäuses 1
ist vorgesehen, daß die den Flachbändern zugeordneten Exzenter unterschiedliche
Hübe bewirken, so daß der Hub des mittleren Bandes 18 umgekehrt proportional den
Gewichten etwas größer ausgelegt ist, als der Hub der äußeren Flachbänder 17 und
19.
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Mit- 20' ist ein Gasbrenner für die Beheizung des Verdichtungsbalkens
bezeichnet, die zweckmäßig ist, wenn bituminöse Massen für den Einbäubelag verwendet
werden. Die Heizgase strömen quer durch das kastenartige Gehäuse und werden dabei
von Durchbrüchen dicht an die Flachbänder 17, 18 und 19 geleitet, bevor sie an der
dem Brenner 20 gegenüberliegenden Seite des kastenförmigen Gehäuses 1 aus der Abgasöffnung
21 austreten.
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Der auf der rechten Seite der Fig. 1 dargestellte Verdichtungsbalken
unterscheidet sich lediglich durch eine andere Betriebsstellung seiner Flachbänder.
Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszahlen versehen, und es ist, dargestellt,
daß bei der auf der rechten-Seite der Fig. 1 dargestellten Betriebsstellung die
äußeren Flachbänder 17 und 19 nunmehr die knetende Verdichtungswirkung auf den Einbaubelag
4 ausüben.
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Durch den Pfeil 22 ist die Arbeitsrichtung des Verdichtungsbalkens
angegeben. Von einem geeigneten Zugfahrzeug kann der Verdichtungsbalken in Pfeilrichtung
über den Einbaubelag gezo-
gen werden.
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Mit 23 ist ein nachfolgend näher beschriebenes Spannschloß bezeichnet,
mit dem ein aus kastenartigen Gehäusen zus.ammengesetzter Verdichtungsbalken zur
Herstellung eines Dachprofils in einem Straßenbelag abgeknickt werden kann.
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In Fig. 2 ist eine Seitenansicht ei'ner Hälfte eines Verdichtungsbalkens
gemäß Fig. 1, teilweise im Schnitt dargestellt.
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Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszahlen wie in Fig.' 1 bezeichnet.
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Aus dieser Darstell.ung ist ersichtlich, wie die Koppelarme 8 und
9 an den Exzenterteilen der hier mit 12 bezeichneten Welle gelagert sind, welche
vom Lagerbock 11 getragen wird. Der Verdichtungsbalken ist in der Mitte geteilt,
wobei die Trennfuge mit 28 bezeichnet ist. Demzufolge ist in F'ig. 2 nur die rechte
Seite eines Verdichtungsbalkens dargestellt. An diesen rechten Abschnitt des Verdichtungsbalkens
kann außen noch ein Verbreiterungsteil 24 angesetzt werden, welches über eine an
die Welle 12 angekuppeite Welle 25 synchron vom.Antriebsmotor 15 be'trieben wird.
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Es ist dargestellt, daß die Oberseite des kastenartigen-Gehäuses
1 zwei Lagerböcke 11 und 11' trägt, wobei der den Abstand zwischen den'Lagerböcken
überbrückende Abschnitt der Welle 12 mit einer Schwungmasse 26 versehen ist.
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Mit 27 sind Kupplungselemente bezeichnet, über die der linke, nicht
dargestellte Abschnitt des durch d'ie Trennfuge 28 separaten Teils des Verdichtungsbalkens
betrieben werden kann.
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Mit Hilfe der Schraube 23 ist ein Abknicken des Verdichtungsbalkens
möglich, um ein Dachprofil im Straßenbelag herzustellen.
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Es ist vorgesehen, daß die Exzenterteile der über die Kupplungsteile
27 angekuppelten, nicht weiter dargestellten Welle des ebenfalls nicht dargestellten
linken Teils des Verdic'htu'ngsbalkens gegenüber den Exzenterteilen der. Welle 12,
an' denen die Flachbänder 17 und 18 gelagert sind, hinsichtlich ihrer Exzentrität.
eine Versetzung um 90" aufweisen, wodurch ein verbessertes Drehmomentverhalten erreicht
werden kann.
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In Fig. 3 ist eine'andere Ausführungsform des Verdichtungsbalkens
gemäß Fig. 1 dargestellt. Es sind wiederum zwei Ansichten verschiedener Betriebsstellungen
der Flachbänder an der Unterseite des kastenartigen Gehäuses 1 vorgesehen. Diese
Ausführungsform unterscheidet sich von der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform
dadurch,- daß an der Unterseite des kastenartigen Gehäuses des Ve'rdichtungsbalkens
vier nebeneinanderliegende Flachbänder angeordnet sind, die jeweils alternierende
Hubbewegungen ausführen. Die entsprechenden Flachbänder sind paarweise über entsprechende
Koppelarme wieder an Exzenter teilen entsprechend der in Fig. 1 dargestellten Konstruktion
gelagert.
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