DE4000366C2 - Vorrichtung zum Aufrauhen der Oberflächen von Straßenbelägen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ange­ gebenen Art.

Bei einer aus DE-U-76 02 098 bekannten Vorrichtung sind die Arbeitswerkzeuge Grab­ zähne, die in dem Rahmen verteilt angeordnet sind und mit ihren Wirkseiten nach unten weit über die Unterseite des Rahmens vorstehen. Der Rahmen ist über eine Lenkeran­ ordnung an einem Zugarm des Zugfahrzeuges abgehängt. Eine Zylindereinheit zwischen den Zugarmen und dem Rahmen läßt die Höhenlage des Rahmens und damit die Ein­ dringtiefe der Grabzähne einstellen. Die Grabzähne dringen in den Straßenbelag ein und reißen diesen furchenartig auf. Die Reaktionskräfte der Grabzähne werden über eine Abstützung der Zugarme an das Fahrgestell des Zugfahrzeugs übertragen. Da die Grabzähne relativ unkontrolliert in den Fahrbahnbelag eindringen und diesen aufreißen, muß nachfolgend eine neue Schicht aufgebracht werden. Mit der Vorrichtung, die eine sehr beschränkte Flächenleistung erbringt, können Fahrbahnbeläge nicht aufgerauht werden, um glatte Bereiche, sanfte Erhebungen, Auswaschungen oder Spurrillen zu be­ seitigen.

Bei einer aus GB-A-21 18 599 bekannten Vorrichtung sind in jedem auf Rollen laufenden Rahmen vereinzelte Stempel gehaltert. Der Rahmen liegt auf der Oberfläche des zu be­ handelnden Fahrbahnbelages nicht auf. Die Aufrauhwirkung ist wie die Flächenleistung nur beschränkt. Es lassen sich nur im wesentlichen ebene Flächenbereiche bearbeiten, denn die Rollen laufen Unebenheiten stark nach.

Bei einer aus DE-A-24 20 330 bekannten Vorrichtung ist in einem mittleren Grundrah­ men und in zwei seitlich relativ zum Grundrahmen verstellbaren Hilfsrahmen je eine Fräswalze vorgesehen. Die Rahmen kontaktieren die Oberfläche des zu bearbeitenden Belages nicht, sondern werden am Zugfahrzeug in der eingestellten Arbeitshöhe abge­ stützt. Fräsungen tragen mit geringer Flächenleistung lokal konzentriert viel Material ab.

Bei einer aus DE-A-17 59 557 bekannten Vorrichtung ist in einem auf bereiften Rädern fahrenden Chassis eine um eine vertikale Achse rotierende Schabescheibe mit untersei­ tigen Zähnen und einer Ringbürste und in Fahrtrichtung davon beabstandet eine quer­ liegende Fräswalze vorgesehen. In beiden Fällen wird bei der fräsenden Bearbeitung der Oberfläche unzweckmäßig viel Material aus dem Straßenbelag abgetragen und entsteht wiederum eine unerwünscht glatte bearbeitete Oberfläche. Zum Beseitigen von Spurril­ len, Erhebungen oder Auswaschungen und Aufrauhen von glatten Oberflächenberei­ chen sind beide Vorrichtungen nicht geeignet.

Aus DE-A-31 14 049 ist eine Hochverdichtungs-Einbaubohle für einen Straßenfertiger bekannt. Mit der Hochverdichtungs-Einbaubohle lassen sich Straßenbeläge mit außer­ ordentlich hohem Verdichtungsgrad einbauen, weil zusätzlich zu den Glättblechen we­ nigstens eine querverlaufende Preßleiste vorgesehen ist, die mit Schwellkraft-Antrieben vertikal in das Einbaugut gepreßt wird. Zum Aufrauhen von bereits in Betrieb gewesenen Fahrbahnbelägen läßt sich die Hochverdichtungs-Einbaubohle nicht nutzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zum Aufrauhen der Oberflächen von Straßenbelägen und hinsichtlich der Flächenlei­ stung zu verbessern.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der Rahmen kann derart dimensioniert sein, daß eine Vielzahl von Arbeitswerkzeugen in der Auflageebene des Rahmens auf dem Straßenbelag liegt, wodurch ein gleichzeitig von allen Arbeitswerkzeugen bearbeitbarer Flächenabschnitt verhältnismäßig groß wer­ den kann. Da der Rahmen mittels der Zugarme vom Zugfahrzeug über den zu bearbei­ tenden Straßenbelag gezogen wird, ist eine vorteilhaft fortlaufende Arbeitsweise ohne Umsetzen der Vorrichtung möglich. Die Vorrichtung wird über den Straßenbelag gezo­ gen, wobei ein aufgerauhter Streifen entsteht, dessen Breite durch die beliebig wählba­ ren Abmessungen des Rahmens vorgegeben ist. Die Vorrichtung arbeitet mit erheblich verbesserter Flächenleistung. Es müssen nicht alle Arbeitswerkzeuge gleichzeitig ange­ trieben werden, sondern es können einzelne Arbeitswerkzeuge abgeschaltet sein, z. B. in bestimmten Flächenabschnitten. Des weiteren ist es möglich, den Arbeitswerkzeugen unterschiedliche Arbeitsenergie zuzuführen, so daß die Vorrichtung Abschnitte mit va­ riablen Aufrauhleistungen bearbeiten kann. Außerdem ist die Vorrichtung auf unter­ schiedliche Härten von aufzurauhenden Straßenbelägen einstellbar. Die Arbeitswerk­ zeuge werden mit ihren Wirkflächen in Anlage am Straßenbelag gehalten, während sie vom Zugfahrzeug über den Straßenbelag gezogen werden. Es entsteht dabei eine Schleifwirkung, die zusätzlich durch die auf- und abschwellenden Druckimpulse verstärkt wird, so daß auch härteste Straßenbeläge wie Beton oder dgl. gut aufgerauht werden. Das Auf- und Abschwellen der Druckimpulse, also die Größenordnung des ausgeübten Drucks läßt sich durch entsprechende Maßnahmen beeinflussen, beispielsweise um die Aufrauhwirkung den jeweiligen Härten der Straßenbeläge anzupassen. Eine Impulshy­ draulik ist eine besonders vorteilhafte Antriebseinrichtung, die sich einfach regeln bzw. steuern läßt, wobei Druckleitungen zu allen Arbeitswerkzeugen geführt sind, so daß die­ se einzeln mit jeweils gewünschten Druckimpulsen beaufschlagt oder auch einzeln zu- oder abgeschaltet werden.

Die Rückholfeder hat den Vorteil, daß das Arbeitswerkzeug bei Abtrennen von der Antriebseinrichtung durch die Rückholfeder hochgehoben wird, während die anderen aktiven Arbeitswerkzeuge und gegebenenfalls der Rahmen auf dem Straßenbelag aufliegen. Insbesondere in Überlappungsbereichen zwischen Grundrahmen und Zusatzrahmen erfolgt kein überflüssiges Schleifen des Straßenbe­ lags. Da die von den Wirkseiten der Arbeitswerkzeuge definierte Wirkfläche der Auflage­ ebene des Rahmens entspricht, bildet der Rahmen eine Begrenzung der Eindringtiefe der Arbeitswerkzeuge.

Gemäß Anspruch 2 stützt sich der Rahmen zweckmäßig mittels der Schleißleisten auf der Oberfläche eines aufzurauhenden Straßenbelags ab.

Gemäß Anspruch 3 läßt sich unter Beibehalt der hohen Flächenleistung die Arbeitsbreite an die Arbeitsbedingungen anpassen. Durch seitliches Ausfahren der Zusatzrahmen läßt sich die Arbeitsbreite vergrößeren oder verkleinern, zweckmäßigerweise mittels über beide Seiten des Grundrahmens ausfahrbare Zusatzrahmen. Es ist jedoch möglich, le­ diglich einen Zusatzrahmen vorzusehen, der über eine Endseite des Grundrahmens ausschiebbar ist. Die Zusatzrahmen stützen sich wie der Grundrahmen mit ihren Aufla­ geebenen auf dem Straßenbelag ab. Zusätzlich sind die Zusatzrahmen auch am Grundrahmen geführt.

Gemäß Anspruch 4 sind die Arbeitswerkzeuge von parallel zur Fahrtrichtung des Zug­ fahrzeuges liegenden Leisten gebildet. Dies erlaubt eine konstruktiv einfache Anordnung zur Erreichung eines geschlossenen, durch die Werkzeuge abgedeckten Flächenbe­ reichs. Indem mehrere Leisten aneinanderliegend im Rahmen gehalten sind, kann auf aufwendige Führungen und Halterungen für die Leisten verzichtet werden, da sich die Leisten gegenseitig abstützen und führen.

Gemäß Anspruch 5 kann jedes Arbeitswerkzeug ein im Rahmen lotrecht beweglich ge­ haltener Stempel sein. Die Arbeitswerkzeuge werden mittels der Antriebseinrichtung lot­ recht zum Straßenbelag bewegt und üben auf den aufzurauhenden Straßenbelag eine lotrechte Druck- oder gegebenenfalls Schlagkräfte aus.

Gemäß Anspruch 6 kann die Vorrichtung mit wenig Bauaufwand relativ staubfrei arbei­ ten. Der Staub wird vom Entstehungsbereich durch in der Haube anstehenden Unter­ druck angesaugt und abgeführt. Die Hauptkomponenten der Staubabsaugeinrichtung sind zweckmäßig am Zugfahrzeug vorgesehen, wo auch der abgesaugte Staub aufbe­ wahrt wird.

Gemäß Anspruch 7 ist die Vorrichtung nach Art eines selbstfahrenden Straßenfertigers ausgebildet, wobei auf Materialbunkerwände, Transportbänder, Verteilerschnecken und deren Antriebe verzichtet werden kann, und die Staubabsaugeinrichtung anstelle des überflüssigen Materialbunkers angeordnet ist. Ohne wesentliche Änderungen können die üblichen Zugarme beibehalten werden und die vorhandenen Glättbohlen, bestehend aus einer Hauptbohle und dahinter angeordneten, seitlich ausfahrbaren Verstellbohlen. Le­ diglich die Glättbohlen sind zum Aufrauhen des Straßenbelags umgerüstet, indem die Glättbleche ersetzt sind durch die Arbeitswerkzeuge, die mit auf- und abschwellenden Druckimpulsen mittels der mechanischen, hydraulischen, pneumatischen oder elektri­ schen Antriebseinrichtung beaufschlagbar sind.

Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden anhand der Zeichnung er­ läutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Zugfahrzeugs mit angehängter Vorrichtung,

Fig. 2 einen Rahmen der Vorrichtung mit Arbeitswerkzeugen und einer Ausführungsmöglichkeit ihres Antriebs im Schnitt,

Fig. 3 eine schematische Untenansicht der Vorrichtung mit einer Ausführungsmöglichkeit für die Anordnung von Arbeitswerkzeugen,

Fig. 4 eine schematische Untenansicht der Vorrichtung mit Arbeitswerkzeugen gemäß einer zweiten Ausführungs­ möglichkeit,

Fig. 5 eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung im Schnitt mit einer weiteren Ausgestaltungsmöglich­ keit für die Arbeitswerkzeuge und

Fig. 6 eine schematische Untenansicht der Vorrichtung ge­ mäß Fig. 5.

Fig. 1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer be­ triebsbereiten Vorrichtung. Ein Zugfahrzeug 1, welches in sei­ ner Bauart der Zugmaschine eines Straßenfertigers entspricht, hat bei 2 angelenkte, nach hinten ausragende Zugarme 3, an de­ nen ein Gestell 4 befestigt ist, welches in seiner Bauart im wesentlichen einer bekannten Glättbohle eines Straßenfertigers entspricht. Das Gestell 4 umfaßt einen Grundrahmen 5 und weist Führungen 6 auf, an denen zur Verstellung der Arbeitsbreite des Grundrahmens 5 seitlich ausfahrbare Zusatzrahmen 7 ver­ schiebbar geführt sind.

Die Rahmen, d. h. Grundrahmen 5 und Zusatzrahmen 7, stützen sich mit an ihrer Unterseite befindlichen Schleißleisten an der Oberfläche 9 eines aufzurauhenden Straßenbelags 10 ab. In jedem Rahmen sind Arbeitswerkzeuge 11 bzw. 11' angeordnet, die hier als sich zwischen den Schleißleisten 8 erstreckende Lei­ sten 12 ausgebildet sind, deren Längserstreckung parallel oder auch quer zur Fahrtrichtung des Zugfahrzeugs 1 ausgerichtet ist. Eine Vielzahl von Leisten 12 ist aneinanderliegend quer zur Zeichnungsebene in den sich ebenfalls quer zur Zeichnungs­ ebene erstreckenden Rahmen 5 und 7 angeordnet. Schleppt das Zugfahrzeug 1 das Gestell 4 mittels der Zugarme 3 über den Straßenbelag 10, so wird von den Arbeitswerkzeugen 11 und 11' ein verhältnismäßig breiter Streifen der Oberfläche 9 des Stra­ ßenbelags 10 abgefahren und aufgerauht.

Die Arbeitswerkzeuge 11 und 11', hier die Leisten 12, 12', sind derart angeordnet, daß ihre Wirkseiten in einer Fläche liegen, die der Auflageebene der Rahmen auf dem Straßenbelag 10 entspricht. Die Wirkseiten der Arbeitswerkzeuge 11 und 11' sind, wie hier angedeutet, strukturiert, oder mit einzelnen vorstehenden Hartmetallspitzen oder Noppen bestückt oder durch Auftragsschweißung gepanzert.

Jedes Arbeitswerkzeug 11 bzw. 11' ist mit einer nachste­ hend noch näher erläuterten Antriebseinrichtung derart gekop­ pelt, daß seine Wirkseite ständig in Anlage mit der Oberfläche 9 des Straßenbelags 10 gehalten ist, wobei mittels der An­ triebseinrichtung fortlaufend auf- und abschwellende Druckim­ pulse auf das Arbeitswerkzeug 11 bzw. 11' gebbar sind.

Über den Rahmen 5 bzw. 7 ist, wie hier dargestellt, eine über den Arbeitswerkzeugen angeordnete Haube 13 angeordnet, in der die Saugmündung 14 einer Staubahsaugeinrichtung 15 endet. Die Staubabsaugeinrichtung 15 ist am Zugfahrzeug 1 angeordnet, zweckmäßigerweise dort, wo sich bei einem üblichen Straßenfer­ tiger der Materialbunker befindet. Von der Staubabsaugeinrich­ tung 15 führt ein Saugschlauch 16 zur Saugmündung 14 der den Rahmen 5 und 7 zugeordneten Haube 13.

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht eines Rahmens, hier des Grundrahmens 5, in vergrößerndem Maßstab. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Eine obere Abdeck­ platte 17 und seitliche Kastenwände 18, deren untere Ränder mit den Schleißleisten 8 ausgerüstet sind, bilden gemeinsam den Grundrahmen 5.

Jedes hier als Leiste 12 ausgebildete Arbeitswerkzeug 11 hängt über eingeschraubte Stangen 19 an einer Quertraverse 20, wobei die Quertraverse an Längsführungen 21 und 21' an der Ab­ deckplatte 17 gehalten ist. Die Längsführungen 21 und 21' sind mit Rückholfedern 22 bzw. 22' ausgerüstet, deren Federspannung dazu genutzt werden kann, die Quertraverse 20 und damit das an ihr hängende Arbeitswerkzeug 11 in den Grundrahmen 5 hineinzu­ ziehen, d. h. von der Oberfläche 9 des zu bearbeitenden Straßen­ belags 10 abzuheben.

Als Antrieb für das Arbeitswerkzeug 11 ist hier eine an sich bekannte Impulshydraulik vorgesehen, deren Druckleitung über den Anschluß 23 verfügt.

Sobald über den Anschluß 23 von der Impulshydraulik Druck geliefert wird, wirkt dieser auf die Quertraverse 20 und drückt über die Stangen 19 das Arbeitswerkzeug 11 gegen die Federspannung der Rückholfedern 22, 22' nach unten, bis es mit einem vorbestimmten, aufgrund der Impulshydraulik auf- und ab­ schwellenden Druck auf der Oberfläche 9 des zu bearbeitenden Straßenbelags 10 aufliegt. Wird dabei die Vorrichtung über den Straßenbelag in Richtung des Pfeils 24 gezogen, wie es in den Erläuterungen zu Fig. 1 beschrieben ist, erfolgt eine Aufrau­ hung der Oberfläche 9 des Straßenbelags 10.

Fig. 3 zeigt eine schematische Untenansicht der Vorrich­ tung gemäß Fig. 1, wobei verdeutlicht wird, wie die einzelnen, als Leisten ausgebildeten Arbeitswerkzeuge innerhalb der Rah­ men angeordnet sind und wie Grundrahmen und Zusatzrahmen in­ nerhalb des in Fig. 1 dargestellten Gestells angeordnet sind. Gleiche Bauteile sind wiederum mit gleichen Bezugszahlen be­ zeichnet.

Hinter dem in Richtung des Pfeils 24 über einen Straßenbe­ lag bewegbaren Grundrahmen 5, der durch seine Kastenwände 18 die Schleißleisten 8 und die als Leisten 12 ausgebildeten Ar­ beitswerkzeuge verdeutlicht wird, von denen hier deren struktu­ rierte Wirkseite sichtbar ist, sind im nicht weiter dargestell­ ten Gestell 4 zwei seitlich ausfahrbare Zusatzrahmen 7, 7' an­ geordnet, die ebenfalls Kastenwände 18' bzw. 18" umfassen, mit Schleißleisten 8' bzw. 8" ausgerüstet sind und ebenfalls als Leisten 12' bzw. 12" ausgebildete Arbeitswerkzeuge 11' bzw. 11" aufweisen. Die Zusatzrahmen 7 bzw. 7' sind hier in vollständig zurückgezogener, also eingefahrener Position dar­ gestellt.

Fig. 4 zeigt eine schematische Untenansicht entsprechend Fig. 3, wobei die Arbeitswerkzeuge hier als gegeneinander ver­ setzt angeordnete Stempel 25 mit strukturierten Wirkseiten aus­ gebildet sind. Zwecks Vereinfachung der Darstellung ist, eben­ so wie in Fig. 3, nur ein Teil der Arbeitswerkzeuge darge­ stellt. Selbstverständlich sind die Arbeitswerkzeuge über die gesamte, von den Schleißleisten umschlossene Grundfläche der Rahmen 5, 7 bzw. 7' verteilt angeordnet.

Fig. 5 zeigt eine schematische Seitenansicht der Vorrich­ tung mit einer weiteren Ausgestaltungsmöglichkeit der Arbeits­ werkzeuge. Gleiche Bauteile sind wiederum mit gleichen Bezugs­ zahlen bezeichnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Ar­ beitswerkzeuge 11 bzw. 11' als Schlegel 26 bzw. 26' ausgebil­ det, die mit einem Ende an der Vorderseite des Rahmens 5 bzw. 7 im Lager 27 bzw. 27' angelenkt sind und mit dem gegenüberlie­ genden Ende in einer senkrechten Führung 28 bzw. 28' gehalten sind. Ein vorbestimmter Bereich ist als gegen die Oberfläche 9 des Straßenbelags 10 ausgewölbte Wirkseite mit strukturierter Fläche, beispielsweise angesetzten Hartmetalldornen oder der­ gleichen, versehen und kann über einen hier nicht weiter darge­ stellten Antrieb gegen die Oberfläche 9 des aufzurauhenden Straßenbelags 10 gedrückt werden. Dabei ist zweckmäßigerweise der Antrieb wieder derart gewählt, daß auf die Oberfläche 9 mittels der Arbeitswerkzeuge 11 und 11' ein periodisch auf- und abschwellender Druck ausgeübt wird, der aufgrund der Regel­ barkeit des Antriebs in seiner Größenordnung den jeweiligen An­ forderungen, beispielsweise der Härte des aufzurauhenden Stra­ ßenbelags, angepaßt werden kann.

Fig. 6 zeigt eine Untenansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 5. Gleiche Bauteile sind wieder mit gleichen Bezugszahlen be­ zeichnet. Fig. 6 verdeutlicht, daß die strukturierten Wirksei­ ten der Arbeitswerkzeuge in einer versetzten Anordnung ange­ bracht sind, um überlappende Bereiche zu vermeiden.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Aufrauhen der Oberflächen von Straßenbelägen, mit wenigstens ei­ nem über den Straßenbelag führbaren Rahmen, in dem mit Wirkseiten auf die Oberflä­ che des Straßenbelags einwirkende Arbeitswerkzeuge angeordnet sind und der über Zugarme an einem Zugfahrzeug angelenkt ist und sich quer zur Fahrtrichtung des Zug­ fahrzeugs erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (5, 7) eine Auflagee­ bene definiert, mit der er auf die Oberfläche (9) des Straßenbelags (10) auflegbar ist, daß die Arbeitswerkzeuge (11, 11') im Rahmen (5, 7) derart angeordnet sind, daß ihre Wirkseiten zusammen eine in der Auflageebene des Rahmens (5, 7) liegende Wirkflä­ che bilden, daß eine eine Impulshydraulik umfassende Antriebseinrichtung vorgesehen ist, von der Druckleitungen (23) zu den Arbeitswerkzeugen (11, 11') geführt sind, um die Arbeitswerkzeuge (11, 11') mit ihren Wirkseiten ständig in Anlage an der Oberfläche (9) des Straßenbelags (10) zu halten und fortlaufend auf- und abschwellende, vertikale Druckimpulse auf die Arbeitswerkzeuge zu geben, und daß gegen den Arbeitsdruck wir­ kende Rückholfedern (22, 22') für die Arbeitswerkzeuge (11, 11') vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageebene des Rahmens (5, 7) durch unterseitige Schleißleisten (8, 8') definiert wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (5, 7) aus einem Grundrahmen und seitlich quer zur Fahrtrichtung am Grundrahmen geführten, ausfahrbaren Zusatzrahmen besteht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Arbeitswerkzeug (11, 11') eine im Rahmen (5, 7) lotrecht beweglich gehaltene Leiste (12, 12') ist, und daß mehrere Leisten aneinanderliegend im Rahmen (5, 7) gehalten sind.

5. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß jedes Arbeitswerkzeug (11, 11') ein im Rahmen (5, 7) lotrecht beweglich gehal­ tener Stempel (25) ist.

6. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß am Zugfahrzeug (1) eine Staubabsaugeinrichtung (15) angeordnet ist, und daß der Rahmen (5, 7) eine über den Arbeitswerkzeugen (11, 11') angeordnete Haube (13) umfaßt, in der wenigstens eine Saugmündung (14) der Staubabsaugeinrich­ tung (15) endet, von der Saugschläuche (16) zu den Saugmündungen (14) führen.

7. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Zugfahrzeug (1) ein, vorzugsweise gummibereifter, selbstfah­ render Straßenfertiger mit an den Zugarmen (3) angeordneten Glättbohlen (4) ist, in de­ nen anstelle von Glättblechen die Arbeitswerkzeuge (11, 11') angeordnet sind, und daß eine mechanische, hydraulische, pneumatische oder elektrische Antriebseinrichtung für die Arbeitswerkzeuge (11, 11') vorgesehen ist.