DE4423304C1 - Airless-Spritzverfahren zur Herstellung von Markierungslinien auf Straßen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Markierungslinien aus Markierungsstoffen, nachfolgend nur noch Farben genannt, die mit Hilfe des sogenannte Airless- Verfahrens (ohne Druckluft) verspritzt werden, und auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Bei den bekannten Verfahren erhält der aus einer Spritzdüse aus tretende Flachstrahl die gewünschte Form nur durch die geometrische Form der Düse und die Geschwindigkeit der durch die Düse hindurchströmenden Farbe. Die Austrittsgeschwindigkeit ist dabei abhängig von der Viskosität der Farbe, dem Druck und dem Querschnitt der Düsenöffnung.

Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß der nutzbare Druck­ bereich, in welchem sich der gewünschte Farbflachstrahl für die gewünschte Qualität der Markierungslinien ausbildet, etwa vom minimalen nutzbaren Druck bis zum 1,5-fachen dieses minimalen Druckes reicht. Bei einem Druckanstieg um 50% wächst nach den Gesetzen der Physik die Farbdurchflußmenge um 23%.

Bei einer zugehörigen Vorrichtung, nämlich einer Markie­ rungsmaschine, bei der die Farbfördermenge zwecks Erzielung eines auch bei variierender Fahrgeschwindigkeit gleichbleibend dicken Farbauftrages auf einer zur Fahrgeschwindigkeit propor­ tionalen Größe gehalten wird, darf deshalb die Fahrgeschwindig­ keit auch nur in diesem Bereich variieren, bei dem die maximale Geschwindigkeit um ca. 23% größer ist als die minimale, wenn die gewünschte Qualität der Markierungslinien eingehalten werden soll.

Dieser schmale Fahrgeschwindigkeitsbereich mit dem bekann­ ten Verfahren und der zugehörigen Vorrichtung ist in der Praxis von Nachteil.

Aus der DE-GM 94 00 234 der Anmelderin ist eine Straßenmarkier­ maschine mit mindestens zwei unabhängig voneinander zu öffnenden und zu schließenden Auslässen für Markierungsstoff und einer nicht dosierenden Förderpumpe bekannt, die den Markierungsstoff zu den Auslässen fördert und den nicht aus den Auslässen aus­ tretenden Markierungsstoff durch einen von der Druckseite der Förderpumpe wegführenden Rücklaufkanal zur Ansaugseite der Förderpumpe bzw. zum Vorratsbehälter für den Markierungsstoff zurückführt, wobei mindestens einer der zur Förderpumpe hinfüh­ renden und von der Förderpumpe wegführenden Kanäle ein in Abhängigkeit von der Anzahl und vom Gesamtquerschnitt der geöffneten Auslässe zu verstellendes, den Durchflußquerschnitt veränderndes Drosselorgan aufweist.

Hier liegt die Aufgabe zugrunde, bei vorgenommenen Veränderungen des Gesamtauslaßquerschnittes bei einer sich mit gleichmäßiger Geschwindigkeit vorwärtsbewegenden Auftragsvorrichtung den Markierungsstoffdruck vor den Auslässen konstant zu halten, damit die pro Querschnittseinheit des Gesamtauslaßquerschnittes ausfließende Markierungsstoffmenge und somit auch die Schicht­ dicke des Auftrags unverändert bleibt.

In der DE-OS 39 42 496 werden Vorrichtung und Verfahren zur Bindemittelauftragung auf Oberflächen bekanntgemacht, bei dem eine Pumpe, ein Durchflußmesser und ein Regler (Rechner), in den auch die Fahrgeschwindigkeit eingegeben werden kann, einen Regelkreis bilden. In Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit, der gewünschten Menge pro Oberflächeneinheit und der Spritz­ breite, die über die Anzahl der geöffneten Spritzdüsen vorgege­ ben wird, wird die Bindemittelmenge dosiert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Airless-Spritz­ verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, bei der der Fahrgeschwindigkeitsbereich, in dem die Fahrgeschwindigkeit der Markierungsmaschine ohne Qualitäts- und Schichtdickenänderung der Markierungslinien änderbar ist, bei vertretbarem Aufwand wesentlich vergrößert ist.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 und mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 6. Dadurch wird der Gesamtauslaßquerschnitt aus der oder den Spritzdüsen bei Fahrgeschwindigkeitsänderungen so verändert, daß der für eine einwandfreie Spritzbildqualität zulässige Spritzdruckbe­ reich nicht verlassen wird.

Bevorzugt sind zur Anpassung des Gesamtauslaßquerschnittes mehrere Spritzdüsen vorgesehen, wobei der zulässige Spritzdruck­ bereich über die Anzahl der geöffneten Düsen eingehalten wird. Wächst beim Beschleunigen der Markierungsmaschine der Farbdurch­ satz durch die Spritzdüsen und damit auch der Spritzdruck, dann ist bei Überschreiten des zulässigen Maximaldruckes eine weitere Düse zu öffnen, worauf sich der Spritzdruck reduziert. Im Um­ kehrfall ist beim Verzögern der Maschine, also bei abnehmendem Farbdurchsatz und damit abnehmendem Spritzdruck bei Unterschrei­ ten des notwendigen Mindestdruckes eine Spritzdüse zu schließen, worauf der Spritzdruck wieder ansteigt.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht die Bereit­ haltung mehrerer Düsen mit unterschiedlichen Austrittsquer­ schnitten vor, von denen jeweils gerade diejenige geöffnet wird, die bei dem momentan auftretenden Farbdurchfluß einen im zuläs­ sigen Druckbereich liegenden Spritzdruck erzeugt. Wächst beim Beschleunigen der Markierungsmaschine der Farbdurchsatz durch die geöffnete Spritzdüse und damit auch der Spritzdruck, dann wird bei Überschreiten des zulässigen Maximaldruckes auf die nächstgrößere Düse umgeschaltet, worauf sich der Spritzdruck re­ duziert. Im Umkehrfall wird beim Verzögern der Markierungsma­ schine, d. h. bei abnehmendem Farbdurchsatz und damit abnehmen­ dem Spritzdruck bei Unterschreiten des notwendigen Mindestdruc­ kes auf die nächstkleinere Düse umgeschaltet. Es ist also nur immer eine Spritzdüse geöffnet.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird der Zeitpunkt der Änderung des Gesamtauslaßquerschnittes automatisch in Abhängigkeit vom Verlauf des Spritzdruckes gesteuert. Dazu wird über einen Sensor der Spritzdruck in der Farbleitung zur Spritzdüse oder ein anderer dem Spritzdruck entsprechender Kraftwert im Antrieb einer Farbpumpe gemessen und einem Steuer­ gerät zugeführt, in dem der erforderliche minimale und zulässige maximale Spritzdruck vorgebbar sind. Bei Erreichen des maximalen Spritzdruckes gibt das Steuergerät einen Schaltbefehl zur Ver­ größerung des Gesamtauslaßquerschnittes, bei Erreichen des mini­ malen Spritzdruckes einen Schaltbefehl zur Verkleinerung des Ge­ samtauslaßquerschnittes.

Alternativ dazu kann aber auch nach einer anderen Ausge­ staltung der Erfindung die Änderung des Gesamtauslaßquerschnit­ tes automatisch in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit ge­ steuert werden. Das setzt die Kenntnis des Spritzdruckverlaufes für jede der zur Anwendung kommenden Düsen in Abhängigkeit von der Farbviskosität und dem zur Fahrgeschwindigkeit proportiona­ len Farbdurchfluß voraus. Ein Fahrgeschwindigkeitssensor ist hierzu mit einem Rad der Vorrichtung verbunden.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung wird nunmehr anhand einer einzigen Figur näher erläutert.

Eine Pumpe 1 saugt Farbe aus einem Vorratsbehälter 2 und fördert sie durch eine Farbleitung 3 zu einer Gruppe von Spritz­ vorrichtungen, die im dargestellten Beispiel aus drei Spritzvor­ richtungen 4a, 4b und 4c besteht. Diese sind in Fahrtrichtung so hintereinander angeordnet, daß ihre Spritzfächer 5a, 5b und 5c - hier von der Seite senkrecht zur Fahrrichtung gesehen - in einer gemeinsamen Linie auf der zu beschichtenden Oberfläche 6 (Stra­ ßenoberfläche) zusammentreffen, oder aber wie dargestellt auf dieser Fläche in kleinen Abständen hintereinander auftreffen. Die Farbfördermenge aus der Pumpe 1 ist proportional zur Fahr­ geschwindigkeit der Markierungsmaschine, so wie es der Fall ist, wenn die Pumpe 1, wie in der Figur dargestellt, über eine schlupffreie Transmission 7 durch ein auf der Fläche 6 abrollen­ des Reibrad 8 angetrieben wird.

Die Spritzvorrichtungen 4a, 4b und 4c sind mit Spritzdüsen 9a, 9b und 9c bestückt, die sich durch Betätigungsglieder 10a, 10b und 10c (z. B. Pneumatikzylinder, Hydraulikzylinder, Elek­ tromagnete) öffnen und schließen lassen. Die Ansteuerung der Be­ tätigungsglieder 10a, 10b und 10c erfolgt jeder für sich von einem Steuergerät 11 aus. An das Steuergerät 11 ist ein Sensor 12 angeschlossen, der ein Signal liefert, dessen Größe abhängig vom Farbdruck in der Farbleitung 3 ist. Der Sensor 12 kann an der Leitung 3 angeordnet sein oder auch an einer anderen Stelle des Systems, wo Kräfte auftreten, die abhängig sind vom Farb­ druck in der Leitung 3, z. B. als Sensor 12a an der Transmission 7.

An dem Steuergerät 11 sind die Werte für einen erforderli­ chen Minimal-Farbdruck und einen zulässigen Maximal-Farbdruck einstellbar. Bei einem von dem Sensor 12 bzw. 12a abgegebenen Signalverlauf für steigenden Farbdruck - also bei Beschleunigung der Markierungsmaschine - wird bei Erreichen des Wertes für den Maximaldruck ein Steuerbefehl ausgelöst, der zur Vergrößerung des Düsenauslaßquerschnittes verwendet wird. Bei einem vom dem Sensor 12 bzw. 12a abgegebenen Signalverlauf für fallenden Farb­ druck - also bei Verzögerung der Markierungsmaschine - wird bei Erreichen des Wertes für den Minimaldruck ein Steuerbefehl aus­ gelöst, der zur Verkleinerung des Auslaßquerschnittes verwendet wird.

Wird die Änderung des Gesamtauslaß-Querschnittes über die Anzahl von gleichgroßen Spritzdüsen 9a, 9b, 9c vorgenommen, bewirkt jedesmal der bei Erreichen des Maximaldruckes ausgelöste Befehl die Öffnung einer der bis dahin geschlossenen Düsen. Bei Erreichen des Minimaldruckes dagegen wird jedesmal eine der bis dahin geöffneten Düsen geschlossen.

Wird die Änderung des Auslaßquerschnittes über das Öffnen nur einer Düse mit dem passenden Querschnitt aus einer Auswahl von Düsen 9a, 9b, 9c mit verschiedenen Querschnitten vorgenom­ men, bewirkt der bei Erreichen des Maximaldruckes ausgelöste Be­ fehl das Schließen der gerade geöffneten und ein Öffnen der Düse mit dem nächstgrößeren Auslaßquerschnitt. Bei Erreichen des Mi­ nimaldruckes dagegen bewirkt der ausgelöste Befehl das Schließen der gerade geöffneten Düse und das Öffnen der Düse mit dem nächstkleineren Querschnitt.

Alternativ zu den Sensoren 12 bzw. 12a kann ein Fahrge­ schwindigkeitssensor 13 eingesetzt werden, der zum Beispiel an dem auf der Fläche 6 abrollenden Rad 8 angebracht ist und ein Signal abgibt, dessen Größe von der Fahrgeschwindigkeit abhängt. Da die Farbfördermenge proportional zur Fahrgeschwindigkeit ist, und der entstehende Farbdruck abhängig ist vom Austrittsquer­ schnitt der geöffneten Düsen, läßt sich jedem Gesamtauslaßquer­ schnitt eine Fahrgeschwindigkeit zuordnen. Dem zulässigen Maxi­ maldruck entspricht dann bei einem gegebenen Auslaßquerschnitt eine maximal zulässige Fahrgeschwindigkeit, dem minimal erfor­ derlichen Druck eine minimal erforderliche Geschwindigkeit. An dem Steuergerät 11 ist bei dieser Alternative deshalb für jeden zur Verfügung stehenden geöffneten Gesamtauslaßquerschnitt die minimal erforderliche und die maximal zulässige Fahrgeschwindig­ keit einstellbar, bei deren Erreichen Steuerbefehle ausgelöst werden, die wie bereits beschrieben eine entsprechende Änderung des Gesamtauslaßquerschnittes bewirken.

Claims (11)

1. Verfahren zum Herstellen von Markierungslinien auf Straßen aus ohne Hilfe von Druckluft verspritzten Markierungsstof­ fen, dadurch gekennzeichnet,
daß in Abhängigkeit zur Fahr- und Auftragsgeschwindigkeit der Spritzdruck verändert wird, und
daß bei wachsendem Spritzdruck bei Überschreiten eines festlegbaren Maximaldruckes eine Vergrößerung des Gesamt­ auslaßquerschnittes und bei Unterschreiten eines festleg­ baren Minimaldruckes eine Verkleinerung des Gesamtauslaß­ querschnittes für den Markierungsstoff erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Spritzdüsen vorhanden sind und die Veränderung des Gesamtauslaßquerschnittes durch Verändern der Anzahl der geöffneten Düsen vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Düsen mit unterschiedlichen Austrittsquerschnitten vorhanden sind und die Veränderung des Gesamtauslaßquerschnittes durch Schließen der gerade geöffneten Düse und durch gleichzeitiges Öffnen einer anderen Düse mit anderem Auslaßquerschnitt erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung des Gesamtauslaßquerschnittes automa­ tisch nach fort laufender Messung einer vom Spritzdruck ab­ hängigen, am Spritzsystem auftretenden Kraft gesteuert wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung des Gesamtauslaßquerschnittes automa­ tisch bei fort laufender Messung der Fahrgeschwindigkeit in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit gesteuert wird.

6. Fahrbare Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3 mit einer Pumpe (1), einem Vorrats­ behälter (2), einer Farbleitung (3) und einer Spritzvor­ richtung mit Spritzdüse, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere in Fahrrichtung hintereinander angeordnete Spritzvorrichtungen (4a, 4b, 4c) mit jeweils einer Spritzdüse (9a, 9b, 9c) vorgesehen sind, die über eine gemeinsame Farb­ leitung (3) versorgbar und über ein einstellbares Steuerge­ rät (11) auswählbar ein- und ausschaltbar sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mehreren Spritzvorrichtungen (4a, 4b, 4c) Spritzdü­ sen (9a, 9b, 9c) mit jeweils unterschiedlichen Auslaßquer­ schnitten aufweisen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7 zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Farbleitung (3) ein Sensor (12) vorhanden ist, der funktionell mit dem Steuergerät (11) verbunden ist, das funktionell jeweils mit einem Betätigungsglied (10a, 10b, 10c) verbunden ist, das jeweils mit einer der Spritzvorrichtungen (4a, 4b, 4c) verbunden ist derart, daß die Spritzvorrichtung durch ein Signal des Sensors (12) ausgewählt ein- und ausschaltbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Transmission (7), die zwischen der Pumpe (1) und einem Rad (8) zum Verfahren der Vorrichtung angeordnet ist, ein Sensor (12a) vorhanden ist, der funktionell mit dem Steuergerät (11) verbunden ist, das funktionell jeweils mit einem Betätigungsglied (10a, 10b, 10c) verbunden ist, das jeweils mit einer der Spritzvorrichtungen (4a, 4b, 4c) ver­ bunden ist derart, daß die Spritzvorrichtung durch ein Signal des Sensors (12a) ausgewählt ein- und ausschaltbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Rad (8) zum Verfahren der Vorrichtung ein Fahr­ geschwindigkeitssensor (13) vorhanden ist, der funktionell mit dem Steuergerät (11) verbunden ist, das funktionell je­ weils mit einem Betätigungsglied (10a, 10b, 10c) verbunden ist, das jeweils mit einer der Spritzvorrichtungen (4a, 4b, 4c) verbunden ist derart, daß die Spritzvorrichtung durch ein Signal des Fahrgeschwindigkeitssensors (13) aus­ gewählt ein- und ausschaltbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsglieder (10a, 10b, 10c) pneumatisch oder hydraulisch oder elektrisch betätigbar sind.