DE4344555C2 - Vorrichtung und Verfahren zur Bearbeitung von Bodenbelägen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Bodenbelägen sowie ein Verfahren zur Bearbeitung von Bodenbelägen, wie bituminöse Decken, Asphaltunterbauten und Feinbelägen.

Bei der Bearbeitung von Rändern bei Bordsteinen und Rinnenplatten an Straßen und Gehwegen sowie von Rissen im Fahrbahnbelag werden Kantenschneider eingesetzt, die den Rand des Belages abtrennen, um ihn beispielsweise für das Einbringen eines Fugen- oder Ausbesserungsmaterials vorzubereiten.

Herkömmliche Vorrichtungen arbeiten mit einem scheibenförmigen Werkzeug, das als Schleifblatt ausgebildet ist, welches mit hoher Drehzahl angetrieben wird und sich unter Wasserkühlung in den Bodenbelag bzw. in die Fahrbahn einschleift. Diese scheibenförmigen Werkzeuge sind meist mit Diamant-Einsätzen bestückt, um die Trennleistung anzuheben. Die Umfangsgeschwindigkeiten derartiger Scheiben müssen bei diesem Verfahren trotz aufwendiger Kühlung sehr groß und die Vorschubgeschwindigkeit muß dementsprechend klein sein, um die Standzeiten der extrem teuren Schleifblätter so groß wie möglich zu halten. Bei anderen Vorrichtungen wird nicht mit Wasser gekühlt, so daß die Staubentwicklung beträchtlich ist und eine Belastung für die die Vorrichtung bedienende Person und Umwelt darstellt.

Außerdem besteht die Gefahr, daß die Scheibe in Randsteine hineinschleift und diese beschädigt.

Bei der Ausbesserung von Rissen in Bodenbelägen werden, insbesondere wenn die Risse am Rande von zähviskosen Vergußmassen, mit denen bereits eine Randfuge oder ein Riß ausgebessert wurde, auftreten, wird üblicherweise der Bodenbelag aufgetrennt, eine Fuge hergestellt und diese mit der Vergußmasse ausgefüllt. Handelt es sich um die Ausbesserung von zähviskosen Vergußmassen, so muß die Fuge entsprechend verbreitert werden, da mit den herkömmlichen Werkzeugen ein Auftrennen der zähviskosen Vergußmasse nicht möglich ist.

Aus der DE 23 36 623 C3 ist ein fahrbarer Kantenschneider bekannt, der eine motorisch angetriebene Exzenterwelle aufweist, die auf eine drehbar und gegenüber dem Bodenbelag hin- und herbewegbar gelagerte, als Werkzeug ausgebildete Scheibe einwirkt. Die Scheibe ist dabei auf einem Exzenterzapfen der Exzenterwelle drehbar gelagert. Die Scheibe beschreibt daher entsprechend der Exzentrizität des Exzenterzapfens eine kreisförmige Bewegungsbahn, der sich die Scheibendrehung überlagert. Infolge dieser Kreisbewegung der Scheibe und dem Vortrieb des ganzen Geräts wird ein Schneiddruck erzeugt, der im unteren Totpunkt der Kreisbewegung der Scheibe einen höchsten Wert erreicht. Die Drehbewegung der Scheibe hängt von den jeweiligen herrschenden Betriebsbedingungen ab.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, eine weitere Vorrichtung und ein Verfahren zur Bearbeitung von problematisch bearbeitbaren Bodenbelägen anzugeben.

Dieses Problem für die Vorrichtung wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bearbeitung von Bodenbelägen weist eine in einer Lageranordnung gelagerte Welle und eine Bearbeitungsscheibe, sowie eine motorisch angetriebene umlaufende Unwuchtmasse auf. Die Unwuchtmasse ist relativ zu der Bearbeitungsscheibe freilaufend angeordnet und versetzt diese dadurch in Vibrationen. Um die Schwingungen der Scheibe zu verbessern, ist die Lageranordnung und damit die Bearbeitungsscheibe mit Welle und Unwucht in Silentgummilagern an dem Rahmengestell der Vorrichtung gehalten. Dabei ist vorzugsweise die Masse der Lageranordnung mit Welle und Bearbeitungsscheibe sowie die Masse und Drehzahl der umlaufenden Unwucht und die Steifigkeit der Silentgummilager so aufeinander abgestimmt, daß diese Einheit mit der Eigenfrequenz der Einheit oder ein Vielfaches davon schwingt. Die Unwuchtmasse ist auf einer um die Welle freilaufend angeordneten Lagerhülse und die Bearbeitungsscheibe ist fest an der Welle angeordnet.

Je nach Aufbau kann die Bearbeitungsscheibe an der Stirnseite der Welle oder auch an einer anderen Stelle der Welle angeordnet sein. Die Unwuchtmasse kann dabei so befestigt sein, daß verschiedene Massen aufgebracht werden können. Auch ist eine Unwuchtverstellung mittels einstellbarer Fliehkraftregelung möglich. Die Anordnung der Unwuchtmasse kann in der Nähe oder entfernt von der Bearbeitungsscheibe erfolgen. Die Unwuchtmasse selbst kann durch einen Keilriemen oder dergleichen in Rotation versetzt werden. Bei der Bearbeitungsscheibe kann es sich einerseits um eine Schneidscheibe handeln, die zur Auftrennung des Bodenbelags oder Verbreiterung der Risse geeignet ist, und andererseits um eine Eindrückwalze, welche das Eindrücken von einem Fugenband in eine Fuge zur Streifenverdichtung oder zur Bodenbelagsverdichtung im Randsteinbereich erlaubt.

Durch die umlaufende Unwuchtmassen wird die Bearbeitungsscheibe in horizontale und vertikale Schwingungen versetzt und bewirkt eine Schnitt- und/oder Verdichtungswirkung. Die Schwingungen können dabei durch die Ausgestaltung der Vorrichtung beeinflußt werden. Die Bearbeitungsscheibe dreht sich durch das Rückschlagprinzip gleichmäßig mit geringer Drehzahl entgegen der Drehrichtung der Unwuchtmasse und der Vorschubbewegung. Dadurch ergibt sich auch eine gleichmäßige Abnutzung der Bearbeitungsscheibe am Umfang.

Die Vibration der Bearbeitungsscheibe bewirkt eine Verdichtung und Trennung des Bodenbelags seitlich und unterhalb der Bearbeitungsscheibe. Für verschiedene Einsatzbedingungen kann die Drehzahl des Motors oder die Unwuchtmasse bzw. deren Wirkradius verändert werden, so daß optimale Schnittbedingungen oder Verdichtungswirkungen erzielt werden. Durch eine Drehzahlveränderung kann so die Vibrationsfrequenz variiert werden. Wird die Unwuchtmasse bzw. deren Wirkradius verändert, so wird die Höhe der Vibrationsamplituden verändert. Diese Scheibenvibration bewirkt, daß die Körner der bearbeiteten Materialschicht zum Teil ihren Reibungs- oder Stützkontakt mit den Nachbarkörnern verlieren. Sie können sich dadurch in eine stabilere Position umlagern oder, wenn in der Nachbarschaft ausreichend große Zwickelräume vorhanden sind, in diese Räume einlagern. Durch die Abwärtsschwingungen werden weniger feste oder filigrane Körner zerstört.

Die erfindungsgemäß ausgestaltete Vorrichtung findet durch das besondere Antriebsprinzip bei speziellen Bodenbelägen, die insbesondere mit angetriebenen schnell rotierenden Bearbeitungsscheiben nicht getrennt werden können, Verwendung. Dies ist insbesondere bei zähviskosen Vergußmassen und beispielsweise auch Sportplatzbelägen aus Kunststoff, Rasen und anderen Bodenbelägen der Fall. Ein Auftrennen dieser Beläge ist mittels der erfindungsgemäß ausgestalteten Vorrichtung problemlos möglich.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Unwuchtmasse lösbar an einer Lagerhülse befestigt, so daß bei Verschleiß oder auch je nach Anwendungsfall ein einfacher Werkzeugwechsel möglich ist.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Bearbeitungsscheibe an der Stirnseite der Welle angeordnet, da dadurch die Handhabung der Scheibe beim Wechsel und im Einsatz erleichtert wird. Dabei ist die Bearbeitungsscheibe mit der Welle verbunden.

In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Halterung an dem Rahmengestell mittels eines Tragebocks über die bereits erwähnten Silentgummilager. Damit werden einerseits die Schwingungen der gesamten über die Silentgummi gelagerten Einheit gefördert und andererseits die Vibrationen vom Rahmengestell entkoppelt. Durch die bewegliche Befestigung des Tragebocks an dem Rahmengestell ist eine Verstellung des Vorlaufwinkels und des Sturzwinkels möglich. Die Verstellung des Vorlaufwinkels, d. h. eine leichte Schrägstellung der Bearbeitungsscheibe bezüglich der Vorschubrichtung der Vorrichtung, bewirkt einen verbesserten Geradeauslauf. Da mit tiefer werdender Fuge die Bearbeitungsscheibe immer weniger Vibrationen ausführen kann, wird durch die Verstellung des Vorlaufwinkels als auch des Sturzwinkels eine Abschrägung der Kante und Verbreiterung der Fuge erreicht. Die Verstellung kann beispielsweise durch ein Verdrehen des Tragebocks auf einer schiefen Ebene um einen zentralen Bolzen erfolgen, mit dem der Tragebock an dem Rahmengestell befestigt ist. Dabei wird gleichzeitig der Vorlaufwinkel und der Sturzwinkel verstellt.

Die vorzugsweise V-förmige Ausgestaltung des Tragebocks im Querschnitt dient der günstigen Aufnahme und Lagerung der Lageranordnung und der Reduzierung von Scherkräften im Einsatz.

Da die Wellenachse sich vorzugsweise senkrecht über der Vorderachse der Vorrichtung befindet, bleibt die Schnittiefe gemäß einer bevorzugten Ausführungsform auch bei Unebenheiten konstant. Durch Kippen des Rahmengestells um die Achse des Hinterrades kann die Schnittiefe auf einfache Weise eingestellt werden.

Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Bearbeitungsscheibe als Schneidscheibe aus gehärtetem Stahl ausgebildet. Die Schneidscheibe kann auch aus gehärtetem Mehrschichtenstahl ohne Schneidzähne am Umfang bestehen. Diese Schneidscheibe dient der Herstellung einer Fuge in einem Bodenbelag, wie vorstehend beschrieben. Die Bearbeitungsscheibe kann auch als Stahlwalze ausgebildet sein, um beispielsweise eine Vergußmasse, die in eine Fuge eingegossen wurde, zu verfestigen. Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Schneidscheibe ist diese am Umfang in radialer Richtung keilförmig ausgebildet und in Richtung Scheibenmittelpunkt mit einem Hinterschliff versehen. Damit wird zusätzlich die Vibrationswirkung der Schneidscheibe unterstützt und infolgedessen eine höhere Schnittleistung erreicht.

Die erfindungsgemäß ausgestaltete Vorrichtung erlaubt somit die Bearbeitung einer Vielzahl von Bodenbelägen ohne die Nachteile der bisher bekannten Vorrichtungen. So ist mit der Vorrichtung die Bearbeitung von Rändern bei Bordsteinen und Rinnenplatten möglich, wobei eine saubere Kante, keine Überlappungen bzw. Überstände und keine Risse mehr auftreten. Dies wird durch die Verdichtungswirkung der Bearbeitungsscheibe in der Fuge erreicht. Die Bearbeitungsscheibe verdichtet Bereiche im Untergrund, die bei der Herstellung durch die Walze nicht ausreichend verdichtet wurde. Diese Bereiche befinden sich üblicherweise an den Rändern zwischen altem und neuem Belag oder Belag und Bordstein bzw. Rinnenplatte.

Ein weiteres Gebiet ist die Ausbesserung von Rissen im Fahrbahnbelag, was mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf einfache Weise ohne vorhergehende Beseitigung einer möglicherweise bereits aufgebrachten zähviskosen Vergußmasse möglich ist. Die Vorrichtung kann außerdem zum Einbringen von den Fugen zwischen alten und neuen Fahrbahnbelägen verwendet werden. Hier wird die Fuge geschnitten und mit Vergußmasse ausgegossen. Eine Verfestigung kann durch die Verwendung einer Stahlwalze als Bearbeitungsscheibe erzielt werden. Ein weiterer Anwendungsfall ist das Nachschneiden von Bodenbelägen bei bereits ausgehobenen Gräben, um noch eine Nachverdichtung des Untergrunds im Randbereich des Grabens zu ermöglichen.

Ein anderer Anwendungsfall ist das Ausschneiden von verschiedenen Bodenbelägen, wie Sportplatzbeläge, Rasen oder auch Kunststoffbeläge, da hier durch die besondere Wirkungsweise der Vorrichtung keine große Hitzeentwicklung entsteht, die zu einer Verschmierung und Beschädigung des Belages führen könnte.

Bei dem Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung gibt es kaum Staubentwicklung. Außerdem ist eine Kühlung mit Wasser nicht erforderlich, so daß die damit in Verbindung stehende Schlammentwicklung wegfällt. Die Gefahr, daß beim Schneiden von Kanten die Randsteine beschädigt werden können ist ebenfalls ausgeschlossen. Nicht zu vernachlässigen ist auch die geringere Unfallgefahr der Vorrichtung.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bearbeitung von Rissen in Bodenbelägen erfolgt gemäß den Merkmalen des Verfahrensanspruchs.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein sich in dem Bodenbelag befindender Riß zu einer Fuge verbreitert und gleichzeitig das Material im Randbereich seitlich der Fuge verdichtet. Nach der Herstellung der Fuge wird diese mit einer Vergußmasse ausgefüllt, wobei das Verdichten im Randbereich dadurch realisiert wird, daß das Material im Randbereich zur Seite gedrängt und durch Vibrationen verfestigt wird.

Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß im wesentlichen mit einem Arbeitsgang in dem Riß entlanggefahren und dabei eine Fuge hergestellt wird. Gleichzeitig erfolgt ein Verdichten des Untergrundes, was die Haltbarkeit an der ausgebesserten Stelle wesentlich verlängert. Das Füllen der Fuge mit einer Vergußmasse erfolgt in herkömmlicher Weise. Zähviskose Vergußmassen müssen bei dem Verfahren nicht mehr vorher entfernt werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert.

Es stellt dar:

Fig. 1 einen Schnitt durch die Lageanordnung mit einer Schneidscheibe;

Fig. 2 einen Schnitt durch die Lageanordnung mit einer Stahlwalze;

Fig. 3 eine schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 4 eine vergrößerte Schnittdarstellung der Befestigung des Tragebocks am Rahmengestell und

Fig. 5 eine Ansicht gemäß der Linie A-A aus Fig. 4.

Fig. 1 zeigt einen Lagerbock 1 mit einer Welle 2, die an einem Ende über Wälzlager 3 mit Wellendichtringen gelagert ist. Der sich zwischen den Wälzlagern befindende Raum 4 ist teilweise mit Öl gefüllt. Mittels einer Mutter 5 ist die Welle 2 gegenüber dem Lagerbock 1 verspannt. Die Ausnehmung 6 in dem Lagerbock 1, in dem sich die Welle 2 befindet, wird nach außen mittels Dichtungen 7 abgedichtet. Die in dem Lagerbock 1 gelagerte Welle 2 ist freilaufend und wird nicht direkt angetrieben. Am anderen Ende der Welle ist eine Schneidscheibe 8 lösbar angeordnet, die an ihrem Umfang in radialer Richtung keilförmig verläuft und in Richtung der zentralen Achse einen Hinterschliff 9 aufweist.

Zwischen dem Lagerbock 1 und der Schneidscheibe 8 befindet sich eine Lagerhülse 10, die mittels Wälzlager 11 freilaufend auf der Welle 2 gelagert ist. An der Stirnseite ist die Lagerhülse üblicherweise mittels Dichtungen 12 abgedichtet. An der Lagerhülse 10 befindet sich eine Riemenscheibe 13 für den Antrieb der Lagerhülse 10. Am Umfang der Lagerhülse 10 befindet sich außerdem eine Unwuchtmasse 14, die mittels einer Schraubverbindung 15 an der Lagerhülse 10 lösbar befestigt ist. Damit ist ein einfacher Austausch der Unwuchtmasse möglich.

Die in Fig. 2 dargestellte Anordnung unterscheidet sich von der in Fig. 1 dargestellten durch die Anbringung einer Stahlwalze 16 an Stelle der Schneidscheibe 8 in Fig. 1. Durch die lösbare Anbringung an der Stirnseite der Welle 2 ist ein einfaches Wechseln der Werkzeuge möglich.

Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung die erfindungsgemäße Vorrichtung im Einsatz. Gemäß dem Ausführungsbeispiel befindet sich auf einem fahrbaren Rahmengestell 17 mit dem Hinterrad 18 und dem Vorderrad 19 ein Motor 20, der über einen Riemen 22 einen stufenlos regelbaren hydrostatischen Antrieb 21 antreibt. Der Motor 20 treibt außerdem über einen weiteren Riemen 23 die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Lagerhülse 10 mit der Unwuchtmasse 14 an. Die Lagerhülse 10 umschließt die Welle 2 mit der schematisch dargestellten kreisförmigen Schneidscheibe 8 ohne Schneidzähne oder dergleichen. Wie aus der Fig. 3 ersichtlich, erfolgt die Halterung der Werkzeugeinheit an dem Rahmengestell 17 über einen V-förmig ausgestalteten Tragebock 24. Dieser ist mittels eines zentralen Bolzens an dem Rahmengestell 17 befestigt, so daß eine Vorlaufwinkel- und Sturzwinkelverstellung vorgenommen werden kann. In der in Fig. 3 dargestellten Betriebsweise befindet sich die Achse der Welle 2 über der Achse des Vorderrades 19. Die Lagerung an dem Tragebock erfolgt mittels Silentgummiblöcken 25.

Eine an dem Rahmengestell 17 verstellbare und horizontal schwenkbare Führungsrolle 26 dient der Abstandseinstellung und Führung zwischen der Bearbeitungsscheibe und einer bestimmten Bearbeitungskante, beispielsweise Bordsteinkante. Sie erlaubt ein genaues Abtrennen der Überlappung des Feinbelages über Bordsteine.

Eine Verstellung der Schnittiefe erfolgt über eine Verstellkurbel 27 die auf eine Hebelübersetzung 28 mit dem Drehpunkt auf der Achse des Hinterrades 18 wirkt. Damit kann das Rahmengestell 17 abgesenkt und das Werkzeug in seiner Schnittiefe eingestellt werden. Wie in der Figur dargestellt, wird dadurch eine Fuge 29 in den Bodenbelag 30 eingeschnitten.

Fig. 4 zeigt den V-förmigen Tragebock 24 mit den Silentgummiblöcken 25 zur Lagerung einer Lagerhülse 33. Der Tragebock 24 ist über einen zentralen Bolzen 30 an einer schiefen Ebene 32 des Rahmengestells 17 drehbar gelagert. Durch Verdrehen des Tragebocks 24 um den zentralen Bolzen 30 wird die Bearbeitungsscheibe in zwei Ebenen verstellt und dadurch ein Vorlaufwinkel- und Sturzwinkeleinstellung vorgenommen. Eine Arretierung in der gewünschten Position kann durch die Anschlagschrauben 34 erfolgen.

Fig. 5 zeigt die Draufsicht auf das Rahmengestell 32 und einen Teil des V-förmigen Tragebocks 24 mit dem zentralen Bolzen 30 und den Anschlag- und Arretierschrauben 34.

Claims (11)

1. Vorrichtung zur Bearbeitung von Bodenbelägen mit
einer Welle (2), die in einer über Silentgummiblöcke (25) an dem Rahmengestell (17) der Vorrichtung gehaltenen Lageranordnung (1) drehbar gelagert ist,
einer an der Welle (2) angeordneten Bearbeitungsscheibe (8, 16) und
einer motorisch angetriebenen Unwuchtmasse (14), die zu der Welle (2) freilaufend angeordnet ist, und die Bearbeitungsscheibe (8, 16) in Drehung und Vibrationen versetzt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Unwuchtmasse (14) lösbar befestigt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Bearbeitungsscheibe (8, 16) an der Stirnseite der Welle (2) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Masse der Lageranordnung (1) mit Welle (2) und Bearbeitungsscheibe (8, 16) sowie die Masse und Drehzahl der umlaufenden Unwucht (14) und die Steifigkeit der Silentgummilager (25) so aufeinander abgestimmt sind, daß diese Einheit mit der Eigenfrequenz der Einheit oder ein Vielfaches davon schwingt.

5. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der die Halterung an dem Rahmengestell (17) mittels eines Tragebocks (24) erfolgt, der an dem Rahmengestell (17) beweglich befestigt ist, so daß er eine Vorlaufwinkel- und eine Sturzwinkelverstellung der Bearbeitungsscheibe (8, 16) erlaubt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der der Tragebock (24) einen V-förmigen Querschnitt aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der die Bearbeitungsscheibe als Schneidscheibe (8) aus gehärtetem Stahl oder als Stahlwalze (16) ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der die Schneidscheibe (8) am Umfang in radialer Richtung keilförmig ausgebildet ist und in Richtung Scheibenmittelpunkt mit einem Hinterschliff (9) versehen ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, die fahrbar ausgebildet ist und bei der das Rahmengestell (17) um die Achse des Hinterrades zur Schnittiefeneinstellung abgekippt werden kann.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der die Achse der Welle (2) und die Vorderachse der Vorrichtung senkrecht übereinander angeordnet sind.

11. Verfahren zur Bearbeitung von Bodenbelägen, mit der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wie bituminöse Decken, Asphaltunterbauten und Feinbelägen, bei dem ein sich im Bodenbelag befindender Riß zu einer Fuge verbreitert und gleichzeitig das Material im Randbereich der Fuge verdichtet wird, und anschließend die Fuge mit einer Vergußmasse ausgefüllt wird und das Verdichten im Randbereich dadurch erfolgt, daß das Material im Randbereich zur Seite gedrängt und durch Vibrationen verfestigt wird.