DE3523795A1 - Hydraulische skarifikationsvorrichtung - Google Patents
Hydraulische skarifikationsvorrichtungInfo
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Description
02.07.1985 -FSu Akte: FI 1401
Anmelder:
FIP INDUSTRIALE S.p.A.
Via Scapacchio
1-35030 Selvazzano Dentro (Padova)
Italien
Hydrauli sehe Skarifikationsvorrichtung
Vorrichtung zum Abnehmen von Betonschichten, insbesondere von Landstraßen und Autobahnen.
Eine hydraulische Skarifikationsvorrichtung enthält Düsen,
die an einem Ende von entsprechenden Hohlschäften angeordnet sind, und die durch ein Kugelgelenk getragen bzw. geführt
sind und die an bewegbaren Trägern befestigt sind. Die Düsen werden durch eine Hochdruckpumpe mit Wasser beschickt, wobei
stromaufwärts vor der Pumpe Vorbehandlungssysteme zum Behandeln
des Wassers selbst angeordnet sind. Die Düsen sind außerdem an einem Schlitten angeordnet, der durch eine elektronische
Einrichtung gesteuert wird, die so zu bedienen ist, daß sie den Schlitten in einer vorbestimmten Höhe in Bezug
auf die aufzureißende Fläche hält. Ebenso sind Einrichtungen zur Beseitigung von möglichen Behinderungen des freien
Abstromes der Wasserstrahlen auf die aufzureißende Oberfläche vorgesehen.
η Γ T ^ π Π Γ.
O O L L- / J J
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufreißen von Oberflächen, wie z.B. Beton, mittels Wasserstrahlen.
Bekanntlich ist die Möglichkeit von Schneiden oder Durchstechen von Steinmaterialien, und besonders von Beton, mit
Wasserstrahlen von hohem Druck, oder zumindest mit hoher Geschwindigkeit,
in Experimenten getestet worden.
Vor kurzem wurde jedoch das Problem des Aufreißens von Beton mit Wasserstrahlen zum Zwecke der Abnahme von Lagen von konstanter
oder variabler Dicke von einer flachen oder gekrümmten Oberfläche in Betracht gezogen. Es ist bekannt, daß sehr
viel Forschungsarbeit durchgeführt worden ist, um zu versuchen, dieses Problem zu lösen, aber mit wenig Erfolg, was
weitgehend der Instabilität der Wasserstrahlen und dem ungenauen Abstand zwischen den Strahlen und der aufzureißenden
Oberfläche zugeschrieben wird, sowie dem Mangel an Bewegbarkeit der Düsen selbst. Die Instabiliitat der Strahlen erklärt
sich von selbst, da die Gestalt der Oberfläche flattert, was zur Erzeugung von Tropfen oder Tröpfchen führt, wobei
die Energie schnell in die Luft vergeudet wird aufgrund des hohen Verhältnisses der Oberfläche zum Volumen.
Dieses Phänomen wird durch verschiedene Größen unterstützt,
wie z.B.: die hohe Ausflußgeschwindigkeit, der kleine Strahlendurchmesser,
die jähen Veränderungen im Querschnitt, das Vorhandensein von Gas in der Lösung usw.. Außerdem führt das
mögliche Vorhandensein von Sandpartikeln in dem verwendeten
Wasser, insbesondere in den Hochdruckkompressionseinheiten,
zu einem schnellen Verschleiß der Einheiten.
Eine primäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die
o.a. Nachteile auszuschalten.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine hydraulische Skarifikationsvorrichtung bzw. Straßenaufreißvorrichtung bereitzustellen,
die mit relativ geringen Auslassstrahlengeschwindigkeiten aber mit großer Kapazität arbeiten kann.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine hydraulische Skarifikationsvorrichtung bereitzustellen, bei
der die Düsen mit geeigneten querlaufenden und/oder drehenden Bewegungen sowie mit fortschreitenden Bewegungen bewegbar
sind.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine hydraulische Skarifikationsvorrichtung bereitzustellen, die
eine maximale Stabilität der Strahlen sicherstellt, wodurch Vorgänge vermieden werden, die zu einer Sprühbildung führen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine hydraulische Skarifikationsvorrichtung bereitzustellen, bei
welcher die Strahlen konstant in einem optimalen Abstand zu der aufzureißenden Oberfläche gehalten werden können.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist die hydraulische Skarifikationsvorrichtung
im wesentlichen eine Düse auf, die an einem Ende eines Hohlschaftes angeordnet ist, der durch ein
Kugelgelenk gestützt bzw. geführt wird und wobei die Düse in einer Einrichtung zur Durchführung einer Bewegung der Düse
über der aufzureißenden Oberfläche angeordnet ist; und wobei diese Düse von einer Hochdruckpumpe mit Wasser beaufschlagbar
ist, wobei stromaufwärts von ihr ein Entgasungs- und ggf. ein Filtersystem angeordnet ist. Diese Düse ist außerdem
an einem Schlitten angeordnet, der durch eine elektronische Einrichtung so gesteuert wird, daß der Schlitten konstant
in einer vorbestimmten Höhe in Bezug auf die aufzureißende Oberfläche gehalten werden kann. Weiterhin ist eine
Einrichtung zur Beseitigung von möglichen Behinderungen des freien Abflusses des Wasserstrahles auf die aufzureißende
52:733
Weitere Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen hydraulischen
Skarifikationsvorrichtung sind besser verständlich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausgestaltung
der Vorrichtung.
Es zeigt:
Fig. 1 ein schematisches Diagramm des Skarifikationskopfes, das die Halterung und Bewegung aufzeigt,
Fig. 2 ein schematisches Diagramm des Entgasungssystemes zur Vorbehandlung des Wassers, das zu der Beschikkungspumpe
geliefert wird,
Höhe des Skarifikationskopfes über der aufzureißenden
Oberfläche,
Fig. 4 ausschnittsweise eine Seitenansicht des Systemes,
mit dem die Abnahme von Schutt und Wasser von der Oberfläche durchgeführt werden kann.
Die in den Figuren dargestellte hydraulische Skarifikationsvorrichtung
ist mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet und beinhaltet eine Düse 2, die an einem Ende eines Hohlschaftes 3
angeordnet ist, der getragen bzw. geführt wird durch eine Kugellagerverbindung
4, und zwar derart, daß sie Versetzungen folgen kann, die auf sie durch eine geeignete Bewegungseinrichtung
5, die Gelenke bzw. Glieder oder ähnliches aufweisen kann, aufgebracht werden. Die Kugellagerverbindung 4
kann alternativ eine Kardankupplung oder ein Kardangelenk
sein. Mittels dieser Anordnung können zyklische Bewegungen jeder Art erhalten werden, die geradlinig (quer), kreisförmig,
elliptisch oder andere Bewegungen sein können, die die
ι S 9 ο 7 ο
geeignetste "Bewegungsfigur" erlauben, die auf die Düse aufgebracht
wird, um die gewünschte Aufreißung durchzuführen.
Im einzelnen besitzt die Düse, die vorzugsweise aus gesintertem Material besteht, eine im Längsschnitt konvergierende/
divergierende Gestalt, ähnlich einer Venturi-Düse.
Zum Zwecke der Vermeidung schädlicher Wirkungen durch das Vorhandensein von Gas, das die Entwicklung von Wassertropfen
und/oder Blasen im Inneren der Düse, und zwar bei minimalem Druck verursacht, die den Strahl abbrechen, wird das verwendete
Wasser mittels eines geeigneten Systemes 6 entgast, welches stromaufwärts von der Hochdruckpumpe angeordnet ist
(die Hochdruckpumpe ist hier nicht dargestellt). Dieses Entgasungssystem ist in der Figur 2 dargestellt und enthält ein
Reservoir 7 von im wesentlichen länglicher Form, welches einen Schirm bzw. Filter 8 enthält, der den Durchlaß von Wassertropfen,
die durch den Sprühkopf 10 erzeugt werden, zur Saugeinrichtung 9 (durch geeignete Einrichtungen bekannter
Art hergestellt) zurückhält.
Innerhalb dieses Reservoirs ist außerdem eine Pegeleinrichtung
11 angeordnet, die auf ein Wassereinlaßventil 12 in der Weise wirkt, daß das Wasser auf einer im wesentlichen konstanten
Ebene im Reservoir gehalten wird. Da die Löslichkeit von Gas in Flüssigkeit umgekehrt proportional zu der Temperatur
und direkt proportional zum Druck ist, ergibt sich durch das Verbringen des Wassers mittels dieses Systemes deutlich
unterhalb atmosphärischen Druckes (als Wasserquelle wird ein Fluß oder ein See usw. vorgeschlagen), eine bedeutende Gasabgabe.
Das Versprühen von Wasser mittels des Sprühkopfes 9 erhöht gleichfalls die Austauschoberfläche und deshalb die Geschwindigkeit
der Gasabgabe, welches in ihm aufgelöst ist.
"% Γ" 1^ 1^ ·~7 Γ\ Γ*
O ν) /- - I ^J J
Man muß außerdem die Tatsache unterstreichen, daß durch die Bewegung der Düse näher zu der oder weiter weg von der aufzureißenden
Oberfläche sich die Wirksamkeit des Strahles verändert. Andererseits kann die aufzureißende Oberfläche bedeutende
Unebenheiten aufweisen, so daß bei NichtVorhandensein eines speziellen Positionierungssystemes zum Verhindern
einer Beschädigung an der Düse es notwendig ist, in einem sicheren Abstand proportional zu der Größe der Abweichung
von der Ebene der Betonoberfläche zu arbeiten. Dieser Abstand
bewirkt jedoch eine Reduktion der Wirksamkeit und einen daraus resultierenden Aufreißprozeß, der von Punkt zu
Punkt variiert. Zum Zwecke der Beseitigung dieser Einschränkung enthält die vorliegende Erfindung eine Einrichtung, die
in Figur 3 als Blockdiagramm dargestellt ist, die zur Funktion
der Positionierung der Düsentragschlitten in einer vorbestimmten
(Mindest)höhe von dem Beton dient, unabhängig von seiner Oberflächenkonfiguration.
Diese Vorrichtung beinhaltet einen Höhenumformer(Transducer)
13, der vor der Düse angeordnet ist (in Richtung der Antriebsbewegung), um die Gestalt der darunterliegenden Oberfläche
festzustellen, die im fortlaufenden Gang hydraulisch aufgerissen werden soll. Das Auslaßsignal des Umformers 13,
das proportional zu der Höhe des Schlittens ist, wird zu einer Minimumdetektoranlage 14 und zu einer Abtast- und Halteschaltung
15 geführt. Die Minimumdetektoranlage steuert gemeinsam
mit einem Schlittenverstellungsumformer 16 eine Schaltung 17, die der Reihe nach (wechselweise) das Abtasten
des zu der Höhe proportionalen Signales steuert, wenn dieses und daher die Höhe des Schlittens selber, an seinem Minimum
ist. Dieses Abtasten geschieht durch die Abtast- und Halteschaltung 15. Während der Antriebsbewegung der Vorrichtung
steuert ein Übersetzer bzw. Umformer 18 eine Schaltung 19, die das Abtasten der minimalen Höhe des vorgehenden Arbeitsganges
festlegt. Dieses Abtasten wird durchgeführt mittels einer weiteren Abtast- und Halteschaltung 20, an derem Aus-
-Y-
λ r- /~v -ν r- rs T-
■i "» / -ι / -ι S
gang deshalb für die gesamte Anordnung des Schlittens ein Signal entsteht, welches proportional zu der festgestellten
Mindesthöhe ist. Während dieses Arbeitsganges tastet die Schaltung 14 die Mindesthöhe für den nächsten Arbeitsgang
ab.
Es ist gleichfalls eine Komponente 21 zur Erzeugung eines Bezugssignales
vorgesehen, welches die minimale Höhe des Schlittens repräsentiert, das zusammen mit der Schaltung 20
ein Signal zu einem Vergleicher 22 sendet, der ein integrales Teil eines Regelsystemes bildet, welches eine dreistufige
Verknüpfungssteuereinrichtung 23 beinhaltet, einen Fluid-Druckantrieb
24 und einen Übersetzer bzw. Umformer 25 zum Steuern der Höhe des Schlittens in Bezug auf die Einrichtung
als Ganzes.
Es wurde festgestellt, daß der Betonschutt und das Wasser selbst, welche im Bereich des Arbeitsstrahles verbleiben,
seine Wirksamkeit drastisch reduzieren. Diesbezüglich ist in der vorliegenden Erfindung eine Vormessung angeordnet zum
Verhindern dieses Nachteiles, welcher durch die Wirkung der Bewegung des Strahles entsteht.
Der wirksamste Faktor liegt jedoch in der schnellen Beseitigung des Schuttes und des Wassers von dem aufzureißenden Bereich
mittels tatkräftiger Absaugung. Zu diesem Zweck ist (Figur 4) ein Saugauslaß 26 angeordnet, der den Skarifikationskopf
umgibt, wobei der Saugauslaß mittels «ines flexiblen Rohres bzw. einer flexiblen Leitung 27 mit einem Reservoir
28 zur Aufbewahrung des Schuttes und Wasserabscheidung verbunden ist. Mittels eines Gebläses bzw. Ventilators wird
ein Unterdruck in diesem Reservoir 28 aufrechterhalten, z.B.
durch den gleichen Motor, der die Hochdruckpumpe antreibt. Ein Zyklonschneider 30 verhindert den Durchgang von Wassertröpfchen
in der Suspension.
Die Sauginstallation erlaubt sowohl eine Erhöhung der Wirksamkeit
als auch die volle Nutzung der folgenden erhaltenen Vorteile:
Die Wegnahme und Lagerung des anfallenden Materiales, wodurch
ein mühsames Arbeiten vermieden wird.
a) Die Rückgewinnung des Wassers und die Möglichkeit seines Recycling-Prozesses, was vor allen Dingen in wasserarmen Gebieten
sehr wichtig ist, verhindert vor allem, im Falle eines Waschens auf Autobahnen, das Spritzen von Wasser in
Becken entlang des Arbeitsbereiches an der Straße, die für
den Verkehr offen bleiben kann;
b) die Bildung eines Unterdruckes, der mit der Entgasungsinstallation
6 verbunden ist.
Mittels der vorliegenden Erfindung ist es praktisch möglich, nicht nur den Betonschutt zu beseitigen, ohne den guten Beton
zu beschädigen, sogar bei Vorhandensein von metallischen Einfassungen bzw. Verstärkungen, die auch während des Prozesses
von jedem vorhandenen Rost abgeschält werden, sondern zur gleichen Zeit ist auch das Verhindern von Vibrationen
möglich und von jeder Art von Tätigkeiten, die der Struktur gefährlich sein könnten, mit daraus folgender Verminderung
des Geräusches auf einen tolerierbaren Bereich. Weiterhin wird eine stark aufgerauhte Oberfläche gebildet, die auch
Aushöhlungen aufweist, die durch die Wegnahme von runden, inerten Partikeln entstehen, die von Grund auf die Griffigkeit
des erneuerten Betons verbessert. Schließlich wird die Bildung von Dunst und Rauch, die bei Verwendung von herkömmlichen
Methoden entstehen, vermieden.
Aus dem vorangegangenen Erklärten und aus der Betrachtung
der verschiedenen Figuren ist die große Funktionsspanne und Praktikabilitat im Gebrauch ersichtlich, die die hydrauli-
-if.
./fa·
sehe Skarifikationsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
charakterisiert.
Wie offensichtlich, ist die hier beschriebene Vorrichtung
ausschließlich hinweisend und nicht beschränkt, als ein Beispiel
und nur zum Zwecke der Demonstration der Praktikabilität und der allgemeinen Merkmale, so daß alle Veränderungen
und Erweiterungen, die für einen Durchschnittsfachmann im
Rahmen der Erfindung liegen, in der vorliegenden Erfindung beinhaltet sind.
Im einzelnen kann der notwendige Druck der Wasserstrahlen mittels einer oder mehrerer Stufen erhalten werden, wobei wenn
gewünscht - jeder Stufe eine Entgasungsinstallation vorgeschaltet werden kann und ggf. eine Filterung.
Leerseite -
Claims (7)
1. Hydraulische Skarifikationsvorrichtung mit ein oder mehreren
Düsen, die an einem Ende eines Hohlschaftes angeordnet ist (sind), mit einer bewegbaren Halterungseinrichtung, mit
einer Kugellagerverbindung, die diesen Hohlschaft an der bewegbaren Halterungseinrichtung trägt, mit einer Hochdruckpumpe,
die Wasser zu diesem Hohlschaft zur Lieferung über diese Düse auf die aufzureißende Oberfläche hin fördert,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Entgasungseinrichtung (6) stromaufwärts von der Hochdruckpumpe angeordnet ist und daß die bewegbare Halterungseinrichtung einen Schlitten aufweist, der auf die aufzureißende Oberfläche hin und von der aufzureißenden Oberfläche weg bewegbar ist, wobei durch eine elektronische Steuereinrichtung die Düse (2) konstant in einer vorbestimmten Höhe in Bezug auf die aufzureißende Oberfläche gehalten ist und wobei eine Einrichtung vorgesehen ist zur Entfernung von losen Materialien aus dem Bereich des Aufpralles des Wasser-
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Entgasungseinrichtung (6) stromaufwärts von der Hochdruckpumpe angeordnet ist und daß die bewegbare Halterungseinrichtung einen Schlitten aufweist, der auf die aufzureißende Oberfläche hin und von der aufzureißenden Oberfläche weg bewegbar ist, wobei durch eine elektronische Steuereinrichtung die Düse (2) konstant in einer vorbestimmten Höhe in Bezug auf die aufzureißende Oberfläche gehalten ist und wobei eine Einrichtung vorgesehen ist zur Entfernung von losen Materialien aus dem Bereich des Aufpralles des Wasser-
" 25237:5
Strahles auf die aufzureißende Oberfläche.
2. Hydraulische Skarifikationsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (2) in einem Skarifikationskopf angeordnet ist, der
durch die Kugellagerverbindung (4) innerhalb des Skarifikationskopfes
frei bewegbar gehalten ist, wobei die Verschiebung der Düse (2) durch eine Düsenverschiebeeinrichtung (5)
durchgeführt ist, die ein Gestänge zwischen der Düse (2) und dem Skarifikationskopf aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (2) aus gesintertem Material besteht und einen inneren Durchgang mit einer konvergierenden/divergierenden Längsgestalt aufweist.
dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (2) aus gesintertem Material besteht und einen inneren Durchgang mit einer konvergierenden/divergierenden Längsgestalt aufweist.
4. Vorrichtung nachAnspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Entgasungssystem einen länglichen Wassercontainer (7) aufweist, einen Schirm bzw. Filter (8) in diesem Container,
eine Sprüheinrichtung (10) zur Zufuhr von Wasser in diesen Container, eine Saugauslaßeinrichtung (9), die von diesem
Container zu einer Einrichtung zur Bildung von teilweisem Vakuum in diesem Container führt, wobei der Filter bzw. Schirm
(8) zwischen dem Sprühkopf (10) und der Saugauslaßeinrichtung (9) angeordnet ist, um den Durchgang von Wassertröpfchen
zu verhindern, die durch diesen Sprühkopf entstehen, und einer Pegel regul atoreinrichtung (11) zum Steuern des Wasserflusses
zu dem Sprühkopf, um den Wasserpegel in dem Container zu regeln.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuereinrichtung zur Aufrechterhaltung der bewegbaren Halterungseinrichtung in einer vorbestimmten
dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuereinrichtung zur Aufrechterhaltung der bewegbaren Halterungseinrichtung in einer vorbestimmten
.3-
Mindesthöhe über der aufzureißenden Oberfläche unabhängig
von der Oberflächenkonfiguration eine Abtast- und Vergleichseinheit (15) zum Abtasten der Höhe der bewegbaren Halterungseinrichtung
über der Oberfläche aufweist und zum Vergleichen mit einer vorbestimmten Höhe, und eine Regeleinrichtung zum
Steuern eines Fluiddruckantriebes, welcher die Höhe der bewegbaren
Halterungseinrichtung in Abhängigkeit von dem Ergebnis dieses Vergleiches steuert.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
dadurch gekennzeichnet, daß
ein Wassersaugsystem zur Entfernung von Wasser und Oberflächenschutt
aus dem Bereich des Aufpralles des Wasserstrahles auf der aufzureißenden Oberfläche, die eine Ansaugöffnung
aufweist, die den Skarifikationskopf umgibt, vorgesehen ist, weiterhin eine flexible Leitung (27), die diese Ansaugöffnung
mit einem Reservoir (28) verbindet, das den Schutt aufnimmt und das Wasser davon abscheidet, weiterhin eine Einrichtung
zum Erzeugen von Unterdruck in diesem Reservoir, und einen Zyklonschneider (30) zwischen diesem Reservoir und
der Unterdruckerzeugunseinrichtung, die den Durchgang von Wassertröpfchen, die in dem Luftfluß vom Reservoir zu der Unterdruckerzeugungseinrichtung
enthalten sind, verhindert.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeiczhnet.daß
eine mehrstufige Wasserdruckerzeugungseinrichtung zur Druckerzeugung des Wassers, welches durch diese Düse läuft, angeordnet ist, wobei jeder Stufe eine entsprechende Entgasungseinrichtung vorgeschaltet ist.
eine mehrstufige Wasserdruckerzeugungseinrichtung zur Druckerzeugung des Wassers, welches durch diese Düse läuft, angeordnet ist, wobei jeder Stufe eine entsprechende Entgasungseinrichtung vorgeschaltet ist.
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Family
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