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Vorrichtung zum Bekleiden von Uferböschungen mit Beton Gegenstand
des Hauptpatents .420 332 ist eine Vorrichtung zum Bekleiden von Uferböschungen
mit Beton, bei der ein die Böschung überbrückender Träger auf der Böschungssohle
oder der Böschungskrone verschiebbar ist und als Fahrbahn für einen Wagen dient,
der einen Behälter für die Zuführung des Betons, hinter diesem einen Abstreifer
und dahinter eine Walze trägt. Fährt der Wagen die Böschung hinauf, so wird der
aus dem Behälter austretende Beton durch den Abstreifer abgeglichen und vorverdichtet,
worauf dieser Beton durch die folgende Walze den erforderlichen Verdichtungsgrad
erhält.
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Die einzige bisher übliche und mögliche maschinelle Bearbeitung der
Böschungsverkleidung besteht also im Walzen der auf die Böschung aufgetragenen Schicht
des Baustoffes. Ebenso wie man jedoch im Straßenbau erkannt hat, daß eine Verdichtung
der Betonschicht durch Walzen nachteilig ist -die Walze schiebt den Baustoff vor
sich her, so daß wellenartige Erhebungen und Vertiefungen entstehen -, hat man auch
ähnliche Nachteile, die sich bei Böschungsverkleidungen herausstellten, auf die
Walzarbeit zurückgeführt. Neben dem bereits erwähnten Nachteil des Auftretens von
wellenförmigen Erhebungen und Vertiefungen in der Verkleidung quer zur Arbeitsrichtung
der Walze reißt die aufgetragene Verkleidungsschicht infolge der schiebenden Wirkung
der Walze auf die Schicht häufig entzwei. Es kommt auch vor, daß in der bereits
fertiggestellten Arbeitsstrecke die Schicht wieder gelockert wird, weil die Walze
auf die hinter ihr befindliche, fertiggewalzte Masse eine Zugwirkung ausübt. Hierdurch
leidet naturgemäß die Widerstandsfähigkeit der Böschungsverkleidung, so daß der
theoretisch ermittelte Sicherheitsfaktor nicht einzuhalten ist. Als Folge können
sich dann Ausspülungen einstellen und sogar Brüche ereignen. Die fehlerhafte Verdichtung
der Verkleidungsschicht mittels einer Walze kann also die Ursache für Unglücksfälle
sein.
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Nach der Erfindung sind diese Nachteile dadurch beseitigt, daß in
dem Böschungswagen hinter dem Betonbehälter ein auf senkrecht zur Böschungsebene
angeordneten Führungen gelagerter Stampfkörper angeordnet ist. Die in dieser Weise
ausgebildete Böschungsbetoniermascfiine ermöglicht erst, die Verdichtung der Böschungsverkleidung
sehr gleichmäßig durchzuführen und die wellenartigen Erhebungen und Vertiefungen
auszuschalten. Ferner ist durch die Verdichtung der Böschungsverkleidung mittels
Stampfkörper
anstatt mittels einer Walze gewährleistet, daß der
verdichtete Baustoff den Höchstgrad seiner Verdichtung tatsächlich erreicht und
auch beibehält. Mit der Lagerung des Stampfkörpers auf senkrecht zur Böschungsebene
angeordneten Führungen wird erreicht, daß sich der Verdichtungshub des Stampfkörpers
senkrecht zur Böschungsebene vollzieht. Würde man nämlich bei Böschungsstampfmaschinen
die bei Straßenstampfmaschinen üblichen, in der Vertikalebene arbeitenden, frei
fallenden Stampfer benutzen, so würde der leicht bewegliche wasserhaltige Beton
auf seiner schrägen bis zu 450 von der Waagerechtebene abweichenden Auflagefläche
ins Rutschen kommen und sich so dauernd auch einer nur schwachen Verdichtung entziehen.
Aus diesem Grunde muß Böschungsbeton, wenn er gestampft wird, senkrecht zur Böschungslinie
gestampft werden. Dies bedingt eine Schräglage des Stampfkörpers, wodurch sich die
Notwendigkeit einer besonderen Führung des Stampfkörpers ergibt.
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Wenn der Stampfkörper seinen Verdichtungshub in bei Straßenbetoniermaschinen
üblicher Weise nur unter der Wirkung der Schwerkraft ausführen würde, wäre die Verdichtungsleistung
infolge der Schräglage des Stampfkörpers zu gering. Daher führt nach der Erfindung
der Stampfkörper den Verdichtungshub unter der Wirkung einer Hilfskraft (Druckluft,
Druckwasser, Dampf, Federkraft o. dgl.) aus. Diese Hilfskraft übernimmt den größeren
Teil des Arbeitsaufwandes beim Stampfen, während die Schwerkraft nur in geringem
Maße mitwirkt. Infolgedessen kann die mit einer Änderung des Böschungswinkels eintretende
Änderung der Schwerkraftwirkung nicht zu einer wesentlichen Beeinträchtigung der
Stampfleistung führen. Es ist also praktisch auch die Unabhängigkeit des Verdichtungsgrades
des Betons von dem jeweiligen Böschungswinkel erreicht.
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Ist der Beton wasserreich, so muß dem Bestreben des Betons, unter
der Wirkung seiner Schwerkraft bei steilen Böschungen abwärts zu fließen, noch dadurch
entgegengewirkt werden, daß nach der Erfindung am Böschungswagen angeordnete, als
Schalung für die an die Stampffläche anschließenden Böschungsteile dienende Platten
den Stampfkörper allseitig oder nur an den Längsseiten begrenzen. Ein Ausweichen
des Betons in der Weise, daß er der Schwerkraft überlassen wird, ist dadurch unmöglich
gemacht, der ausweichende Beton wird vielmehr zwischen die Schalungsplatten und
die Auflagefläche gedrückt und auch dadurch verdichtet.
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Zweckmäßig schließt sich die eine der den Stampfkörper begrenzenden
Schalungsplatten unmittelbar an den zwischen dein Betonbehälter und dem Stampfkörper
vorgesehenen Abstreifer an.
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Die Bekleidung der Böschung mit Beton erfolgt häufig in mehreren Schichten,
die nacheinander hergestellt werden. Zu diesem Zweck muß das Verdichtungsgerät nach
Fertigstellung einer Schicht um die Stärke der zweiten Schicht angehoben werden.
Dies erfolgte bisher dadurch, daß der ganze Brükkenträger, in welchem der mit dem
Verdichtungsgerät versehene Wagen läuft, angehoben wurde. Da dieser Träger eine
große Länge, bis zu 45 m, erreichen und somit ein großes Gewicht haben kann, erfordert
dessen Anheben einen großen Arbeits- und Zeitaufwand. Nach der Erfindung ist der
mit dem Verdichtungsgerät versehene Teil des Wagens in diesem Wagen senkrecht zu
seiner Fahrbahn heb- und senkbar. Bei der Herstellung einer weiteren Betonschicht
braucht also nur das wesentlich kleinere Gewicht des Wagens angehoben zu werden.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Böschungsbetoniermaschine
nach der Erfindung dargestellt. Es zeigen: Fig. i eine Seitenansicht der Maschine,
teilweise im Schnitt, Fig. 2 einen Teil der Fig. i in größerem Maßstäbe, Fig.3 einen
Teil der Fig.2 in größerem Maßstäbe, .
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Fig. 4 einen Querschnitt nach der Linie A-B der Fig.3.
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Auf der Krone i der zu betonierenden Böschung :2 ist ein Triebwagen
3 längs verschiebbar, der den - Betonmischer 4 enthält. An den Triebwagen 3 ist
ein Träger 5 um die Achse 6 drehbar angelenkt. Der Träger 5 überbrückt die Böschung
:2 und ist an seinem unteren Ende mittels eines Hebebaumes 7 abgestützt, der auf
einer am unteren Teil der Böschung vorgesehenen Verschalung 8 ruht.
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Auf Schienen 9 des Brückenträgers 5 ist ein Wagen io verfahrbar. In
diesem Wagen ist ein-Behälter ii für die Zuführung des Betons angeordnet, der oben
offen ist und unten eine Auslauföffnung 12 hat, deren Achse senkrecht zu den Fahrschienen
9 liegt und die durch einen Schieber 13 (Fig. 3) abgeschlossen werden kann. Oberhalb
des Behälters i i ist eine Fahrbahn 14 vorgesehen, die sich bis in den Triebwagen
3 hinein erstreckt. Auf dieser Fahrbahn läuft ein Zubringerwagen 15, der durch den
Betonmischer 4 beschickt wird und für die ständige Füllung des Behälters i i sorgt.
In einem gewissen. Abstand gegenüber der Auslauföffnung 12 des Behälters ii ist
am Wagen_io ein Abstreicher angebracht, welcher der Öffnung mit einer ihr parallelen
Fläche 16 gegenüberliegt. An diese
Fläche schließt sich eine Schrägfläche
17 an, welche den Auslauf des Betons erweitert, und an diese Fläche reiht sich eine
zu den Fahrschienen 9 des Brückenträgers 5 parallel verlaufende Fläche 18 an (Fig.
3).
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In dem Wagen io ist ein Stampfkörper i 9 auf Rollen 2o gelagert, die
an einem Träger 21 angebracht sind. Diese Führungen für den Stampfkörper i9 stehen
senkrecht zu den Fahrsdhienen 9 des Brückenträgers 5. An dem Stampfkörper sind zwei
Stangen 22 befestigt, auf denen Mitnehincr 23 angeordnet sind, die mit den Armen
24 einer Daumenwelle a5 zusaniinenarbeiten. Die Enden der Stangen 22 sind in Halslagern
26 geführt, an die sich das Gehäuse einer Schraubenfeder 27 anschließt. Dieses Gehäuse
besteht aus zwei miteinander verschraubten Teilen 28, 29. Die Feder 27 stützt sich
mit einem Ende gegen den Boden des Gehäuseteils 29 und mit dem anderen Ende auf
einen Bund 3o, der auf dem Ende der Stangen 22 befestigt ist. Der Gehäuseteil 29
ist mit einer Mutter 31 versehen, um mit Hilfe eines Schlüssels diesen Gehäuseteil
um seine Achse drehen und dadurch die Federspannung einstellen zu können. Der Antrieb
der Daumenwelle 25 erfolgt durch einen im Wagen io angeordneten Motor 32 (Fig. 2).
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Das Betonieren erfolgt, wenn der Wagen io auf den Schienen 9 mittels
eines Kabels 33 vorn Triebwagen 3 aus aufwärts gezogen wird. Die Fläche 34 (Fig.
3) des Betons, auf welche der Stampfkörper i9 trifft, ist einerseits vorn durch
die Platte 18 des Abstreichers 16, 17, 18 begrenzt. Diese Platte 18 ist so dicht
an den Starnpfkörper herangerückt, daß gerade noch das zum einwandfreien Arbeiten
nötige Spiel verbleibt. Hinten ist die Stampffläche 34 durch eine Platte 35 begrenzt,
die ebenfalls unter Belassung dieses Spiels an den Stainpfkörper i9 herangerückt
ist. Seitlich ist die Stampffläche 34 durch Platten 36 begrenzt. Die Platten 18,
35 und 36 dienen als Schalungsplatten, um beim Stampfen ein :Ausweichen des Betons
zu verhindern. Bei dein in Fig.4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind diese Schalungsplatten
zu einem den Stampfkörper 19 allseitig umgebenden Körper vereinigt.
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Der Behälter i i, der Stampfkörper 19 und sein Antrieb sowie die Schalungsplatten
18. 35. 36 und der Motor 32 werden von einem Längsträger 37 getragen (Fig.2). Dieser
Träger ist an beiden Enden finit langen Hülsen 38 auf Spindeln 39 verschiebbar,
die auf den Radachsen .4o des @`Tagens i o gelagert sind. Auf den Hülsen 38 sind
Scliraubenr äder
41 so gelagert, daß sie mit den Hülsen in der Längsrichtung
der Spindeln 39 gel<uli;@elt, aber uni deren Aclise drehbar sind. In die Schraubenräder
greifen Schnecken 42 ein, die unter Einschaltung eines Umschaltgetriebes 43 vom
Motor 32 aus antreibbar sind. Die Schraubenräder 41 wandern daher bei ihrem Antrieb
je nach dein Drehsinn auf den Spindeln 39 auf oder ab und nehmen dabei den Träger
37 und die daran befestigten Teile mit.
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Bei der dargestellten Lage des Betonierwagens io wird dieser Wagen
auf der Böschung 2 aufwärts gezogen. Der Beton läuft in der aus Fig. 3 ersichtlichen
Weise aus der CSffnung 12 des Behälters i i aus und wird durch den Abstreicher 16,
17, 18 glattgestrichen und dabei in gewissem Grade vorverdichtet. Darauf wird der
Beton durch den Stampfkörper i9 bis zu dem gewünschten Grade verdichtet. Der Stampfkörper
wird durch die Daumen 24 der Welle 25 angehoben, wobei er die Feder 27 spannt; sobald
der Mitnehmer 23 durch einen Arm 24. freigegeben ist, schnellt der Stampfkörper
i9 unter der Wirkung der gespannten Feder auf den Beton, führt also den Verdichtungshub
unter der Wirkung der Federspannung aus. Dieses Spiel des Stampfkörpers gebt so
schnell vor sich, daß er wie ein Federhammer, also vibrationsartig, auf den Beton
wirkt.
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Auch bei sehr steilen Böschungen, deren :\ eigung in der Praxis bis
zu 5o° betragen kann, wird auf diese Weise eine gute Verdichtung des Betons erzielt,
da die Verdichtung von der Wirkung der Schwerkraft des Stampfkörpers i9 unabhängig
ist. Zwar wirkt die Schwerkraft des Stampfers i9 bei der Verdichtung mit, die Kraft
der Feder 27, welche eine Hilfskraft für die Schwerkraft darstellt, kann aber ohne
weiteres so groß gemacht werden, daß sie bei jeder Steilheit der Böschung 2 zur
Erzielung der erforderlichen Dichtigkeit des Betons ausreicht. Dabei ist der Stampfkörper
i9 auf den Rollen 2o so gut geführt, daß auch bei sehr steilen Böschungen ein einwandfreies
Arbeiten des Stampfers gesichert ist.
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Insbesondere bei wasserreichcin Beton ist ein Il(i-abfließen desselben
bei steilen Böschungen dadurch verhütet, dal3 die Betonfläche 34, auf welche der
Stampfkörper 39 auftritt. allseitig von den Schalungsplatten 18, 3 5, 3( )
begrenzt ist. Der beim Stampfen ausweichende Beton drückt sich vielmehr gegen die
Schalungsplatten und wird dadurch «-eiter verdichtet.
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Um dabei die Gewähr zu haben, daß auch am Ende des Verdichtungshubes
noch eine gewisse Spannkraft der Feder 27 vorhanden ist, erhält die Feder 27 durch
Drehung des Gehäuseteils 29 eine gewisse Vorspannung.
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Bei dein dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei Betonschichten
übereinander aufgetragen. Still finit der dritten lict@msrliiclit lic-
Bonnen
«-erden, so muß der Stampfkörper ig so weit angehoben werden, daß er in seiner tiefsten
Lage von der bereits fertiggestellten Betonschicht um die Stärke der aufzutragenden
Schicht absteht. Zu diesem Zweck wird der Motor 32, der zum Antrieb des Stainpfkörpers
ig dient, mittels der Umschaltvorrichtung4.3 auf die Schnecke 41 umgeschaltet. Durch
Antrieb dieser Schnecken wird der Träger 37 mit dem von ihm getragenen Behälter
i i und dem Stampfkörper ig sowie dessen Antrieb um die Stärke der aufzutragenden
Betonschicht angehoben. Die Fahrschienen g des Wagens io und daher auch der Brückenträger
5 können ihre Lage beibehalten. Es ist also nur das Gewicht des Trägers 37 und der
daran hängende Teil anzuheben.
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Als Hilfskraft zur Unterstützung der Schwerkraft kann anstatt der
Federkraft auch ein anderes Vortriebsmittel, z. B. Druckluft, Druckwasser oder Dampf,
dienen.