DE3805421A1

DE3805421A1 - Verfahren und vorrichtung bei der herstellung von fahrbahnuebergaengen aus gummimatten

Info

Publication number: DE3805421A1
Application number: DE19883805421
Authority: DE
Inventors: Karl Bayer; Edmund Dipl Ing Hirner
Original assignee: Schwaebische Huettenwerke Automotive GmbH
Current assignee: Schwaebische Huettenwerke Automotive GmbH
Priority date: 1988-02-22
Filing date: 1988-02-22
Publication date: 1989-09-21

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung bei der Herstellung von Fahrbahnübergängen aus Gummimatten. Diese dienen zur Überbrückung der Dehnungsfugen von Brücken oder dgl. Bauwerken und müssen in der Regel wasserdicht aus gebildet sein. Obwohl oft Bewegungen bis 300 mm und mehr aufgenommen werden müssen, haben sich kombinierte Gummi- Stahl-Fahrbahnübergänge gegenüber stählernen Konstruktionen immer mehr durchgesetzt, weil sie geräuschärmer und damit umweltfreundlicher sind. Die Stahleinlagen sind statisch er forderlich, um die Radlasten in die angrenzenden Bauteile der Brücke oder der Widerlager zu übertragen. An den über die Fahrbahn verlaufenden Randbereichen der Brücke und Widerla ger sind die Stahl-Gummi-Konstruktion durch Dübel, Schrau ben und einbetonierte Verankerungselemente befestigt.

Aus fertigungstechnischen Gründen weisen die einzelnen Gummimatten, aus denen ein Fahrbahnübergang für beispiels weise eine ca. 7 m breite Straße mit zwei Fahrbahnen zu sammengesetzt ist, eine Länge von höchstens 2 m auf. Es be steht daher die Notwendigkeit, einen fertigen Fahrbahnüber gang für eine solche Doppelfahrbahn aus vier Gummimatten zusammenzusetzen. Zumeist schließen sich beidseitig an die Fahrbahn noch ein Schrambord und häufig auch Gehwege an, so daß beidseitig noch weitere Gummimatten mit den Fahrbahn übergang verbunden werden müssen.

Das Verbinden bzw. Verschweißen der Gummimatten an ihren aufeinandertreffenden Stoß-Enden geschieht durch Vulkanisie ren mittels Wärmeeinwirkung. Diese vulkanisierten Verbin dungsstellen werden in hohem Maße statisch und dynamisch beansprucht. Durch die jahreszeitlich bedingten und die täg lich (Tag/Nacht) auftretenden starken Temperaturschwankungen werden hohe Zug- und Druckspannungen hervorgerufen, und fer ner ergeben sich hohe dynamische Schubkräfte aus den darüberrollenden, abbremsenden oder beschleunigenden Fahr zeugrädern. Infolge der Fahrzeuglasten und der dadurch her vorgerufenen Verformungen sind die Gummimatten auch einer starken Walkarbeit ausgesetzt, und dies bei einer Zahl von Lastwechseln von täglich maximal 40 000 Fahrzeugen, die z. B. eine stark befahrene Autobahnbrücke Richtungen passieren.

Beim Verbinden der Stöße der Gummimatten durch Vulkanisieren ist zwischen Werkstatt- und Baustellenarbeit zu unterschei den. Nur ausnahmsweise können Fahrbahnübergänge für schmale und verkehrsarme Straßen werkstattmäßig vollständig herge stellt und alle Verbindungsstöße im Werk vulkanisiert werden. Bei breiteren mehrspurigen und stark frequentierten Ver kehrswegen, vor allem Autobahnen, können nur Teilstücke der Fahrbahnübergänge werkstattmäßig fertiggestellt werden. Das Zusammenvulkanisieren der einzelnen Teilabschnitte an ihren Stoßstellen muß auf der Baustelle im Zuge des Einbaues durchgeführt werden.

Es hat sich bei Untersuchungen gezeigt, daß die Vulkanisie rung der Stoßstellen der Gummimatten kein homogenes Gefüge aufweist, vor allem bei schwereren Ausführungen mit größeren Gummiquerschnitten. Dies gilt in erster Linie bei Baustel lenmontagen, bei denen u. U. der Wärmeabfluß größer sein kann als die Wärmezuführung. Aber auch bei Werkstattvulkani sierungen ergaben sich die gleichen Schwierigkeiten. Die bisher bekannte Verfahrensweise besteht darin, daß in die Stoßstelle ein sog. Mischungsfell eingesetzt wird, welches aus einer Gummimischung besteht, die sich bei einer Tempera tur von mindestens 100°C mit den beidseitigen, unter einem ausreichenden Druck angepreßten Stoßflächen homogen zu sammenfügen soll. Dabei erfolgt die Temperaturzuführung durch am äußeren Umrißbereich angebrachte Heizplatten oder dgl. elektrische Heizelemente. Jedoch kann eine gleichmäßige Wärmeverteilung über den gesamten Querschnitt mit dieser Ar beitsweise nicht gewährleistet werden, zumal der Gummiquer schnitt zerklüftet ist.

Aus diesen Gegebenheiten leitet sich die Aufgabe der Erfin dung dahingehend ab, eine Verfahrensweise vorzuschlagen, bei welcher im Stoß eine gleichmäßig energiereiche Wärmevertei lung über den gesamten Querschnitt und unabhängig von der Querschnittsform sichergestellt wird. Zur Lösung dieser Aufgabe bei den gattungsgemäßen Fahrbahnübergängen wird er findungsgemäß beim Verbinden der stirnseitigen Stoßstellen mit Hilfe von jeweils zwischen diese eingesetzten Mischungs fellen unter einem Preßdruck vorgeschlagen, daß unmittelbar im gesamten Vulkanisationsquerschnitt gleichmäßig verteilt eine Erwärmung zwischen 100 und 200°C erzeugt wird.

Dabei kann die Erwärmung durch induktive Widerstandsheizung oder durch hochfrequente Mikrowellen erzeugt werden.

Nach weiteren Erfindungsmerkmalen wird das Mischungsfell durch netz- oder mäanderartige stromdurchflossene Leiter auf die erforderliche Vulkanisationstemperatur aufgeheizt, oder es wird durch eingelagerte metallische Füllstoffe elektrisch leitfähig gemacht und durch angelegte Induktionsspulen mit tels hochfrequentem Wechselstrom auf die Vulkanisationstem peratur aufgeheizt. Das Mischungsfell kann auch aus einem elektrisch leitfähigen Gummiwerkstoff (mit Ruß-Beimischung) bestehen.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und umfaßt Einspann- und Anpreß-Elemente für die zu verbindenden Gummimatten. Nach einem zusätzlichen Merkmal sind für die Energiezuführung mit Kontaktschienen versehene Anpreß-Elemente vorgesehen, die beidseitig an den Schmalseiten des Mischungsfells angeordnet und an die Kontaktflächen des Mischungsfells andrückbar sind.

Weitere Merkmale und Besonderheiten des Erfindungsgegenstan des sind anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausfüh rungsbeispielen ersichtlich und im folgenden näher beschrie ben.

Es zeigen:

Fig. 1 ein kombinierter Gummi/Stahl-Fahrbahnübergang in perspektivischer Darstellung im Schnitt,

Fig. 2 ein Fahrbahnübergang gem. Fig. 1 für eine größere Dilatation und deshalb breitere Fuge,

Fig. 3 eine Stoßstelle als Schnitt I-I gem. Fig. 1,

Fig. 4 eine Stoßstelle als Schnitt II-II gem. Fig. 2,

Fig. 5 einen Querschnitt durch einen Fahrbahnübergang gem. Fig. 1 in eingebautem Zustand,

Fig. 6 ein Fahrbahnprofil einer Brücke im Schnitt mit ein gebautem Fahrbahnübergang,

Fig. 7 in perspektivischer vereinfachter Darstellung einen Gummi-Stoß mit Mischungsfell,

Fig. 8 eine Prinzipdarstellung eines Mischungsfells,

Fig. 9 eine weitere Prinzipdarstellung eines Mischungs fells,

Fig. 10 einen Gummi-Stoß mit Mischungsfell,

Fig. 11 einen Gummi-Stoß mit Mischungsfell in anderer Aus bildung,

Fig. 12 in perspektivischer Darstellung einen Gummi-Stoß in einer weiteren Ausbildung,

Fig. 13 eine Draufsicht auf die Ausbildung nach Fig. 12,

Fig. 14 eine Draufsicht auf die Ausbildung gem. Fig. 10.

Wie aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht, besteht der Fahrbahn übergang aus einem Strang von an den Stößen 5 miteinander verbundenen profilierten Gummimatten 2 mit den einvulkani sierten Stahleinlagen 3.

Mit 4 ist die Lauffläche (Fahrbahn) und mit 6 die Aufstands fläche des Übergangs 1 bezeichnet. Schematisch strichpunk tiert sind Fahrzeugräder R ₁ und R ₂ angedeutet, die in entge gengesetzten Richtungen abrollen und dabei auf die darüber liegende Gummimatte Schubkräfte in entgegengesetzten Rich tungen ausüben. Diese wirken sich als Scherkräfte im Stoß 5 aus, in verstärktem Maße beim Abbremsen oder Beschleunigen.

Querschnitte durch die Stoßstellen 5 zeigen die Fig. 3 und 4, welche die Schnitte I-I und II-II gem. Fig. 1 und 2 darstellen. In Fig. 3 ist der Stoß 5 mit einem Mischungsfell 10 dargestellt, welches gem. Fig. 11 mit Mikrowellen auf Vulkanisierungstemperatur aufgeheizt wird. Das Mischungsfell 10 gem. Fig. 4 ist mit einem netz- oder mäanderförmigen Leiter 11, 15 (Fig. 8 und 15) ausgerüstet.

Fig. 5 zeigt einen schematischen Teilquerschnitt durch ein Brückenende mit einem Fahrbahnbelag 8, in den der Fahrbahn übergang 1 eingelassen ist, der die Fuge 9 überbrückt.

Die schematische Schnittdarstellung Fig. 6 läßt einen Brüc kenquerschnitt 7 quer zur Fahrbahnrichtung mit dem eingebau ten Fahrbahnübergang 1 erkennen. Dieser besteht aus den Fahrbahnmatten 23, 24 und 25, die an zwei Stößen miteinander verbunden sind, und seitlich daran anschließend die Schram bordmatten 22 und die Gehwegmatten 21, die ebenfalls an den Stößen zusammenvulkanisiert sind.

Einzelheiten der verwendeten Mischungsfelle gehen aus den Fig. 7 bis 10 hervor. In Fig. 7 ist der Stoß 5 mit einem Mi schungsfell 10 zwischen den Fahrbahnmatten 23 und 24 verse hen, wobei die Pfeile einen gewissen Anpreßdruck andeuten.

Das Mischungsfell 10 gem. Fig. 8 ist mit einem mäanderförmi gen Leiter 13 ausgerüstet, der an eine Stromquelle an schließbar ist. Die Ausführung gem. Fig. 9 zeigt ein mit einem leitfähigen Füllstoff 14 versehenes Mischungsfell 10.

Die Darstellungen gem. Fig. 10 und 11 zeigen Mischungsfelle 10 zwischen zwei Gummimatten 23 und 24, die induktiv durch eine nicht dargestellte Induktionsspule 26 aufgeheizt wer den. In Fig. 11 wird die Aufheizung des Mischungsfells 10 und der benachbarten Zonen 16 durch gerichtete (Neigung zum Stoß) Mikrowellen 17 bewirkt.

Die Darstellung gem. Fig. 12 zeigt die Anordnung des Mi schungsfells 10 zwischen zwei Fahrbahnmatten 23 und 24, wel ches mit einem Leiter 15 versehen ist, der mit den äußeren Kontaktflächen 20 des Mischungsfells 10 in Verbindung steht. Die Stromzuführung erfolgt durch die andrückbaren Zufüh rungsbacken 18, die mit den Kontaktflächen 19 versehen sind. In Fig. 13 ist diese Anordnung in der Draufsicht schematisch dargestellt.

Eine Draufsicht auf eine Anordnung gem. Fig. 10 ist noch aus Fig. 14 ersichtlich, bei welcher das Mischungsfell 10 zwischen den Fahrbahnmatten 23 und 24 mit einem netzartigen Leiter 15 versehen und in nicht dargestellter Weise an eine Stromquelle angeschlossen ist.

Bezugszeichenliste

1 Fahrbahnübergang
2 Gummimatte
3 Stahleinlagen
4 Laufoberfläche
5 Stoß
6 Auflagefläche
7 Brückenkonstruktion
8 Fahrbahnbelag
9 Fuge
10 Mischungsfell
11 Mischungsfell m. Heizung
12 Energiezuleitung
13 Heizspiral-Einlage
14 Metallpulver-Einlage
15 Metallnetz-Einlage
16 Erwärmungszonen
17 Mikrowellen
18 Zuführungsbacken
19 Kontaktfl./Zuführungsb.
20 Kontaktfl./Mischungsfell
21 Gehwegmatte
22 Schrambordmatte
23 Fahrbahnmatte
24 Fahrbahnmatte
25 Fahrbahnmatte
26 Induktionsspule
27 Anpreßbacken
28 Anpreßzange
29 Stromzuführung

Claims

1. Verfahren bei der Herstellung von Fahrbahnübergängen aus mehreren Gummimatten, von denen zwei oder mehr stirnsei tige Stoßstellen mit Hilfe von jeweils zwischen diesen ein gesetzten Mischungsfellen unter Einwirkung von Wärme und unter einem Preßdruck zusammenvulkanisiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar im gesamten Vulkanisationsquerschnitt gleichmäßig verteilt eine Erwärmung zwischen 100 und 200°C erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung durch induktive Widerstandsheizung erzeugt wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das Mischungsfell (10) durch netz- oder mäanderartige stromdurchflossene Leiter (13) auf Vulkanisa tionstemperatur aufgeheizt wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das Mischungsfell (10) aus einem elek trisch leitfähigen Gummiwerkstoff besteht.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das Mischungsfell (10) durch metallische Füllstoffe (14) elektrisch leitfähig gemacht und durch ange legte Induktionsspulen (18) mittels hochfrequentem Wechsel strom auf die Vulkanisationstemperatur aufgeheizt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischungsfell (10) und die beidseitig benachbar ten Zonen (16) der Gummimatten (23 bis 25) durch allseitig auf diesen Umfangsbereich gerichteten hochfrequente Mikro wellen (17) auf Vulkanisationstemperatur aufgeheizt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung durch hochfrequente Mikrowellen er zeugt wird.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch Einspann- und Anpreßelemente für die zu verbindenden Gummimatten (21 bis 25) .

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch Anpreßelemente (18) zur Energiezuführung, die beidseitig an den Schmalseiten des Mischungsfells (10) ange ordnet und mit ihren Kontaktflächen (19) an die Kontaktflä chen (20) des Mischungsfells (10) andrückbar sind.