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Beschreibung des Standes
der Technik
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Bei
Straßenfertigungsmaschinen
bzw. Endbearbeitungsmaschinen zum Auslegen von Bitumenmassen für die moderne
Straßenherstellung
werden zwei wichtige Teile im allgemeinen unterschieden: Ein Zugteil
(Traktor) und ein Teil, der die tatsächliche Arbeit des Auslegens,
der Nivellierung, der Verdichtung usw. der Masse auf der Straßenoberfläche ausführt. Die
letztere Anordnung, die "Schild" genannt wird, besteht
aus einer Vorrichtung, die mit den Jahren sehr kompliziert und gelenkig
geworden ist.
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Die
jüngsten
Ausführungsbeispiele
sehen ein Schild (Abstreifbalken) vor, welches aus vier unterschiedlichen
Elementen zusammengesetzt ist, wobei zwei Elemente davon mit Gelenken
miteinander verbunden sind und Systeme haben, um die Neigung von
einem Element relativ zum anderen einzustellen. Bei jedem dieser
zentralen Elemente ist ein Schaftelement montiert, welches ungefähr die gleiche
Länge wie
die anderen Elemente hat und horizontal nach außen verschiebbar ist, welches
durch Hydraulikkolben bewegt wird.
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Diese
Bauart von "Schild" wird im allgemeinen
ein "integriertes
Schild" oder ein "hydraulisch ausfahrbares
Schild" genannt.
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Der
Vorteil, der den zwei ausfahrbaren äußeren Elementen des integrierten
Schildes inne wohnt ist, daß man
fähig ist,
die Auslege- bzw. Asphaltierungsbreite nach Wunsch und ohne Unterbrechung zu
variieren. Die ausfahrbare Seite oder die äußeren Elemente können an
den mittleren Elementen auf eine Vielzahl von Arten befestigt sein,
und zwar abhängig
von den Modellen und den Bauarten der hergestellten Endbearbeitungsmaschinen.
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Im
allgemeinen werden sehr präzise
und kräftige
zylindrische Führungen
vorgesehen, um sicherzustellen, daß eine Gleitbewegung bezüglich der geometrischen
Konstruktionscharakteristiken des "Schildelementes" so stark wie möglich auftritt.
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Es
ist sehr wichtig, die Charakteristiken zu berücksichtigen, weil die Form
des Schildes, und insbesondere seine Unterseite, direkt die daraus
resultierende Oberfläche
der ausgelegten Bitumenmasse beeinflußt.
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Auch
wenn die Gleitführungen
mit hoher Genauigkeit hergestellt werden, besteht immer eine Gefahr,
daß die
geometrische Form, die für
die Straße geplant
wurde, tatsächlich
unter Veränderungen
aufgrund von elastischen Verformungen der verschiedenen Glieder
leidet, die das "Schild" bilden, wenn die ausfahrbaren
Seitenelemente selbst beträchtlichen Kräften unterworfen
sind (statische und dynamische Reaktionen), die mit sich schnell
verändernden
Werten während
des Betriebes auftreten.
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Eine
der schlimmsten elastischen Verformungen, die gewöhnlicherweise
stattfindet, ist eine Torsionsdehnung, die an den ausfahrbaren Seitenelementen
auftritt und dort detektiert werden kann, die eine schnelle Veränderung
(nach dem Willen des Konstrukteurs der Straße und/oder des Bedieners der
Endbearbeitungsmaschine) der Auslegungsbreite der Straßenbeschichtung
aus Bitumenmasse gestatten.
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Tatsächlich müssen die
ausfahrbaren Seitenelemente, mit denen diese moderne Bauart eines ausfahrbaren
Schildes versehen ist, so aufgebaut sein, daß sie so leicht wie möglich sind,
obwohl eine mehr oder weniger parallelepipedförmige Form angenommen wird,
und daher sind sie aus diesen beiden Gründen schwierig in einer ausreichend
starren Struktur aufzubauen, um Torsionsspannungen Widerstand zu
bieten.
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Bei
allen bekannten Endbearbeitungsmaschinen bis jetzt tendieren Torsionsspannungen
in der Praxis dazu, die ausfahrbaren Seitenelemente zu verformen,
was ihnen eine Schraubenform gibt, die ebenfalls auf die Oberfläche übertragen
wird, die zur Straße
hinweist, die die neue Beschichtung aus Bitumenmaterial aufnimmt.
Dies kann negative Konsequenzen auf die perfekte Ausführung der
endbearbeiteten Straße
haben.
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Diese
schraubenförmige
Verformung zeigt sich auf den ausfahrbaren Seitenelementen in einer besonders
unregelmäßigen Weise
abhängig
von der Auslegebreite, die zur Ausführung der Arbeit ausgewählt worden
ist. Anders gesagt, wenn die ausfahrbaren Seitenelemente so weit
wie möglich
nach außen
geschoben sind, das heißt
bis zum Ende des Hubes, wird jedes ausfahrbare Element vollständig von dem
Materialhaufen getroffen, der auf der neuen Straße auszulegen ist, und daher
wirken alle Reaktionskräfte
auf die ausfahrbaren Seitenelemente.
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Wenn
ein ausfahrbares Seitenelement nur teilweise nach außen geschoben
arbeiten muß, bleibt
andererseits ein Teil der ausfahrbaren Seitenelemente durch ein
mittleres Element des Schildes bedeckt und ist nicht länger in
Kontakt mit dem auszulegenden Material; die Reaktionskräfte, die
auf die ausfahrbaren Seitenelemente wirken, werden somit anders
oder unterschiedlich verteilt.
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Es
kann daher gesagt werden, daß abhängig von
der Auslegungsbreite, die erreicht werden soll, ein ausfahrbares
Seitenelement unterschiedlichen oder anders verteilten Reaktionskräften unterworfen ist.
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Folglich
wird ein ausfahrbares Seitenelement unvermeidlicherweise seine eigene
elastische Verformung verändern.
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Wie
oben zu sehen war, ist die elastische Verformung der ausfahrbaren
Seitenelemente, die besonders wichtig ist, jene, die dazu tendiert,
das ausfahrbare Seitenelement zu verdrehen.
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Wenn
das ausfahrbare Seitenelement ähnlich
einem Parallelepiped mit einer horizontal und querlanggestreckten
Form angesehen wird, ist die wichtigste Verformung jene, die dazu
tendiert, zu bewirken, daß die
zwei vertikalen Wände
in der Richtung der Vorwärtsbewegung
der Maschine während der
Arbeit liegen, sich relativ zueinander verdrehen.
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Wenn
dies geschieht, wird die horizontale Oberfläche, die auf dem auszubreitenden
Material ruht, schraubenförmig
verformt, was eine beträchtliche
Störung
ebenfalls auf der Oberfläche
des ausgelegten Materials verursacht.
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Aufgrund
der unvermeidbaren Elastizität
der Materialien, mit denen diese ausfahrbaren Seitenelemente hergestellt
werden können,
und wenn man aus intuitiven Gründen
berücksichtigt,
daß diese
ausfahrbaren Elemente so gemacht werden müssen, daß ihr Gewicht soweit wie möglich reduziert
ist, ist in der Praxis beobachtet worden, daß unglücklicherweise die oben erwähnten Torsionsverformungen
oder Torsionsdehnungen beträchtliche
Werte erreichen, egal wieviel Mühe
unternommen wurde, diese ausfahrbaren Seitenelemente und ihre Gleitführungen herzustellen.
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Beschreibung
der vorliegenden Erfindung
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Eine
kleine, jedoch geeignete Lösung
zur Bekämpfung
und teilweisen Vermeidung dieser Verformungen ist in dem Schweizer
Patent CH 657 168 veranschaulicht worden, welches am 16.11.1982
eingereicht wurde, welches eine Endbearbeitungsmaschine beschreibt,
deren Schild zentrale Elemente und ausfahrbare Seitenelemente aufweist,
und diese können
individuell mittels einer Vorspannvorrichtung vorgespannt werden.
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Viele
hundert Endbearbeitungsmaschinen sind gebaut worden und auf den
Markt gebracht worden, die mit "ausfahrbaren
Schilden" gebaut
worden sind, die gemäß des zuvor
erwähnten
Schweizer Patentes hergestellt wurden.
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Aus
den Straßenbauerfahrungen,
die während
der Arbeiten beobachtet wurden, die von diesen Maschinen ausgeführt wurden,
konnte bemerkt werden, daß eine
noch größere Auslegungspräzision erreicht
worden hätte
können,
wenn man die Baumaterialien und die geometrischen Formen anpaßt, die gestatteten,
daß die
Torsionsverformung weiter reduziert wird (etwas was die moderne
Technologie gestattete, als die Jahre vergingen) und gleichzeitig indem
man mechanische Steuermittel für
eine präzisere
Einstellung der Relativposition der ausfahrbaren Seitenelemente
mit Bezug zu jenen der mittleren Elemente des Schildes einführt.
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Die
Straßenbauerfahrung
hat auch gezeigt, daß von
drei senkrechten Richtungen, die zur Einstellung der Relativposition
der ausfahrbaren Elemente (mit Bezug zur Position der mittleren)
unter Kontrolle zu halten sind, die wichtigste eine polare Drehrichtung
mit Bezug auf eine horizontale Querachse ist, die so nah wie möglich (und
auf jeden Fall parallel) zu der horizontalen quer verlaufenden Geometrieachse
ist, die die untere vordere Kante der mittleren Elemente enthält.
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Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Winkelpositionierung
und die vertikale Positionierung eines ausfahrbaren Elementes zu
gestatten, welches mit Bezug zu einem entsprechenden mittleren Element
zu modifizieren ist, um weniger annähernd (als es die Erfindung
des zuvor erwähnten
Schweizer Patentes tat) die elastischen Deformationen zu kompensieren,
die an dem gesamten Schild durch die Reaktionskräfte verursacht werden, die
die Bitumenmasse auf die aktiven Oberflächen des Schildes während des
Auslegens verursacht werden.
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Dieses
Ziel wird mit einer Endbearbeitungsmaschine nach Anspruch 1 erreicht.
Weiterhin werden neue und vorteilhafte Merkmale in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
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Die
beigefügte
Zeichnung zeigt schematisch die Hauptcharakteristiken der verbesserten
Endbearbeitungsmaschine, und genau zeigen die Figuren folgendes:
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1 eine
perspektivartige diagrammartige Rückansicht einer Endbearbeitungsmaschine,
die mit einem diagrammartig gezeigten ausfahrbaren Schild versehen
ist, welches den Gegenstand der Erfindung bildet, welches eine allmähliche Verbreiterung
oder Verengung der Beschichtung der Bitumenmasse ausführen kann,
die auf der Straße
auszulegen ist;
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2 eine
vergrößerte Teilansicht
und Perspektivansicht von hinten des linken Endes einer Straßenoberflächenfertigungsvorrichtung
gemäß der Erfindung
in einer Betriebsposition mit einer Winkeleinstellvorrichtung, die
auf ein linkes ausfahrbares Seitenelement wirkt; wobei eine zweite ähnliche
(runde) Winkeleinstellvorrichtung auf ein rechtes ausfahrbares Seitenelement
wirkt.
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In
den Figuren ist das Bezugszeichen F eine Straßenoberflächenfertigungsmaschine; M ist
eine Beschichtung aus Bitumenmasse, die auf der Straße ausgefegt
ist.
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Die
Fahrtrichtung der Endbearbeitungsmaschine während der Arbeit wird durch
den Pfeil Y gezeigt.
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In 1 wird
ein rechtes ausfahrbares Seitenelement des Schildes durch eine 1 gezeigt,
und ein mittleres rechtes Element durch 2, während die gleichen
Elemente auf der linken Seite durch 1' und 2' bezeichnet werden.
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In 2 ist
das Element 1' so
veranschaulicht worden, daß es
teilweise weggebrochen wurde, um das Verständnis der inneren Struktur
zu verbessern.
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Zylindrische
Führungen 6 und 7 und
auch ein Schaft 8 einer hydraulischen Betätigungsvorrichtung, die
in Querrichtung das ausfahrbare Element 1' verschiebt, sind in (nicht gezeigter)
traditioneller Weise auf dem entsprechenden mittleren Element (2') des Schildes
montiert.
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Die
Führungen 6 und 7 sind
integral mit der Innenseite einer inneren Platte 9 montiert.
Montiert auf der gleichen Oberfläche
ist ein Ende des Schaftes 8 der hydraulischen Betätigungsvorrichtung,
die das ausfahrbare Seitenelement 1' mit Bezug auf das feste mittlere
Element 2' verschiebt.
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Die
Platte 9 ist in packungsartiger Weise mittels vier durchlaufenden
Schrauben montiert, die schematisch durch 10 und 11 gezeigt
sind (zwei dieser Schrauben kann man nicht sehen, weil sie koaxial mit
den Führungen 6 und 7 sind),
und zwar mit dem vertikalen Körper 12 des
ausfahrbaren Elementes 1'.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist zwischen dem vertikalen Körper 12 und der Platte 9 eine Zwischenplatte 13 angeordnet
(die mit großen
nicht sichtbaren Durchgangslöchern
versehen ist, um zu gestatten, daß die Schrauben 10 und 11 dort
hindurchlaufen), die auf dem Körper 12 mittels
eines Schwenkstiftes 14 mit einer geometrischen Drehachse
geschwenkt wird, die durch die gerade Linie 14' gezeigt wird.
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Der
Schwenkstift 14 hat eine horizontale querverlaufende geometrische
Achse (mit Bezug auf die gesamte Endbearbeitungsmaschine) die sehr nahe
(und parallel) zu der horizontalen querverlaufenden unteren vorderen
Kante des ausfahrbaren Elementes 1' angeordnet ist.
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Die
Platte 13 trägt
zwei Verschiebungsführungen 15 (von
denen eine in 2 nicht sichtbar ist, weil sie
durch die Platte 9 versteckt wird).
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Eine
Schraubeneinstellvorrichtung oder eine hydraulische Einstellvorrichtung 16 von
bekannter Bauart steht auf einer Seite mit der Seitenplatte 13 und
auf der anderen Seite mit einem horizontalen Körper 17 des ausfahrbaren
Elementes 1' in
Eingriff, was eine Winkeleinstellung der Platte 13 mit
Bezug auf das Element 1' gestattet,
was eine Drehung um den Schwenkzapfen 14 bewirkt, und dann
aufgrund der Form und der Orientierung der geometrischen Achse 14' des Schwenkzapfens 14 um
eine horizontale Querachse sehr nahe an der geometrischen Achse,
die die horizontale querverlaufende untere Vorderkante des ausfahrbaren
Elementes 1' enthält.
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Eine
weitere Schraubeneinstellvorrichtung oder hydraulische Einstellvorrichtung 18 von
bekannter Bauart steht auf einer Seite mit der Platte 13 und auf
der anderen Seite mit der Platte 9 in Eingriff, um eine
relative Einstellung davon durch Verschiebung von einer Platte mit
Bezug zur anderen in der Richtung zu bewirken, die von den Führungen 15 eingerichtet
wird.
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Alle
diese Einstellbewegungen, die durch die Wirkung auf die Einstellvorrichtungen 16 und 18 erreicht
werden, werden ausgeführt,
wenn die vier Schrauben 10, 11 usw. geringfügig gelöst werden, und
wenn die "Packung", die von dem Körper 12,
der Platte 13 und der Platte 9 geformt wird, eine
ausreichend geringe innere Reibung hat, um die Einstellbewegungen
zu gestatten.
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Während der
Arbeit können
abhängig
von der Intensität
der Spannungen, denen das ausfahrbare Element 1' unterworfen
ist, die vier Schrauben 10, 11 usw. mehr oder
weniger fest geschraubt werden, um sicherzustellen, daß die gegenseitigen
Positionen, die festgelegt worden sind, die auf die zwei Einstellungsvorrichtungen 16 und 18 wirken,
unverändert
bleiben, bis die veränderten
Arbeitsbedingungen den Bediener veranlassen, die Einstellungen zu verändern.
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Das
ausfahrbare Element 1' wirkt
auf die auszulegende Bitumenmassenmischung mittels der Unterseite
seines Körpers 17 und
der Vorderseite der Platte 19 integral mit den Körpern 12 und 17.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung werden, indem man auf die Einstellvorrichtungen 16 und 18 einwirkt,
relative subvertikale Bewegungen und Winkelbewegungen der Körper 12 und 17 und
ihre damit in Beziehung stehenden aktiven Oberflächen mit Bezug zur Platte 9 verursacht,
und zwar folglich mit Bezug zu den Führungen 6 und 7 und
daher mit Bezug zu dem mittleren Element des Schildes 2'.
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Das
Ziel wird somit erreicht, daß die
Winkelpositionierung und die vertikale Positionierung des ausfahrbaren
Elementes 1' mit
Bezug zu dem entsprechenden mittleren Element 2' kompensiert
wird, und zwar in weniger ungefährer
Weise als dies mit der Erfindung des zuvor erwähnten Schweizer Patentes ausgeführt wurde,
und zwar bezüglich
der elastischen Verformungen, die auf dem gesamten Schild durch
die Reaktionskräfte
verursacht werden, die die Bitumenmasse auf die aktiven Oberflächen des
Schildes während
des Auslegens ausüben.