DE7825963U1 - Vorrichtung zum einstellen und messen der einbaudicke und des einbauvolumens von strassenbelaegen - Google Patents

Description

PATENTANWALT*..^: DlPL-ING. WERNER LORENZ 7920 Heicienheim, SK Pöltener Str. A3 Telefon 073 21/32 25 58

8. August 1578 Akte: GR 555/to

Anmelder:

Willi J. Grimm
Dresdener Strebe 8
7090 Ellvjangen

Vorrichtung zum Einstellen und Messen der EirJⁱaudicke und¹ des Einbauvolumens von Straßenbelägen.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einstellen und Messen der Einbaudicke und das Einbauvolumens von Straßenbelägen., wobei die Verlegung des Belages durch einen fahrbaren Deckenfertiger mit einer höhenver-.»teilbaren Glättebohle erfolgt.

Im Straßenbau werden Sfcraßenbeläge durch sog._ Deckenfertiger kontinuierlich verlegt. Das zum Verlegen

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vorbereitete Material wird dabei im allgemeinen von Verteilerschnecken grob über die zu belegende Straßenbreite verteilt.

das
Anschließend wird/so aufgeschüttete Material durch "einen Stampfer (z. B. Vibrator) verdichtet und durch eine Glättebohle geglättet. Die Glättebohle ist in der Höhe verstellbar und bestimmt dadurch die Schichtdicke des durch den Deckenfertiger verlegten Straßenbelages.

Die Schichtdicke soll dabei so genau wie möglich überall gleich sein. Bisher konnte man die Höhe der Glätts_Jbohle nur grob einstellen und so eine bestimmte Schichtdicke vorwählen. Ob die Schichtdicke stimmte oder· ob sich ev.· Abweichungen ergeben hatten, konnte nur ntichtr-äglich durch verschiedene Prüfmethoden festgestellt werden.

Zum Messen der Einbaudicken wurde z* B. eine Tiefenlehre (mech. Maßstab) in die noch v/eichen Schichten gesteckt aier man entnahm Bohrkerne, die dann mit einer Schieblehre ausgelassen wurden. Auch Abstandsinessungen von einer gespannten Schnur aus oder Höhenrnessungen mittels Nivellement 'wurden durchgeführt. Sine andere Methode bestand darin, daß Metallteile (ζ. B. Platten oder Bänder) vor Aufbringen der B'ilagsschicht ausgelegt wurden. Nach Aufbringen des Belags konnten die Metallteile elektronisch geortet und ihr Abstand von der Be-

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lagoberflache ausgemessen werden.

Zur späteren Abrechnung wurde die Menge des verlegten Belagmaterials durch Wiegen vor. dem Verlegen ermittelt und nachher durch Ausmessen des fertig verlegten Belages nachgeprüft. Beim Ausmessen des Belages wurde öas Volumen durch Messen von Einbaudicke,- breite und -länge ermittelt. Diese Methode war relativ aufwendig und darüberhinaus sehr ungenau. Insbesondere waren Fehler in der Einbaudicke durch die erst nachträglich durchführbare Kontrolle nicht zu vermeiden.

D^r vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe" zugrunde eine Vorrichtung zum Einstellen und Messen der Einbaudicke und des Eir-bauvolumens von Sti-aßenbelägen zu schaffen, durch die es möglich ist, die entsprechenden Vierte kontinuierlich und genau während der Belagverlegung festzustellen, so daß Abweichungen sofort beseitigt werden kcanen und weiterhin auch nachträgliche Messungen zur Ermittlung des Einbauvolumens entfallen können.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß an einem höhenversteilbaren Teil der Giättebohle quer zur Straße Karkiereinrichtungen vorgesehen sind, deren relative Höhenlage in Bezug auf entsprechend an dem Aufbau den Deckenfertigers angeordneten Anzeigeeinrichtungen, als Fixpunkte_, Über KsjEeinrichfcunnen bestimmbar sind.

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Der Erfinder Ist von folgender Erkenntnis ausgegangen:

Straßenbeläge (Trag- und Deckschichten) werden auf entsprechend vorbereitete Pundaraentsehichten (Schotterschichten usw.) aufgebaut. Diese Fundanientschichten sind mechanisch verdichtet, eingeebnet, dem Straßenverlauf und in der Regel auch dem geforderten StraSenprofii angepaßt. Durch diese Vorbereitung der Fundamentschieht bleiben nur noch geringe, die Dicke des aufzulegenden Belags nicht wesentlich beeinflussende Unebenheiten zurück. Dip Oberfläche der Furctamei-tschieht kann daher als Bezugsniveai; für die Sehichtdickeniiiessung verwendet wurden. Die verlegte Schichtdicke kann daher aus dem Abstand der glattem·on Unterseite der Glättebohle zur Fundamentschichtoberfläche bestimmt werden. Da nun die Rlider bzw. Raupen des Deckenfertigers auf der Oberfläche at-r Fundamentschieht fahren, fol^t das Fahrgestell und der Aufbau des Fertigers ebenfalls der Out:rfläche der Füada.Tiuntschicht.

werden nun Fixpunkte des aul'baus als Lezuospunirt bzw. als Anzeigt-einrichtung für die O-Linie der Bela&dicko festgel^t. Somit entspricht die jev/uili^e H'jiienlage der Glättebohle· in Bezuü auf den o. a. Bezugspunkt üci; Aufbaue der

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verlegten Schichtdicke- Dies wird nun durch die Markiereinrichtungen auf einem höhenverstellbaren Teil der Glättebohle erreicht, deren relative Höhenlage in Bezug auf die Fixpunkte am Deekenfertigeraufbau gemessen wird. Es sind lediglich Meßwertaufnehmer zu konzipieren, die die Lage der Glättebohle zum festgelegten Bezugspunkt am Aufbau aufzeichnen.

Werden nun Einbauschichten verlegt, deren Oberfläche nicht parallel zur Oberfläche der Fundamentschieht verläuft, so sind mehrere Markiereinriehtungen mit dazugehörigen Anzeigeeinrichtungen erforderlich. So muß zur Bestimmung di±s Einbauprofils bei schrägen Schichten eine Messung der Sinbaudicke an mindestens zwei und bei Dachprofil^chichten an mindestens drei Stellen vorgenommen werden.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Marklereinrichtungen jeweils auf einer Kolbenstange der Glättebohle und die Anzeigeeinrichtungen auf dem dazugehörigen Hydraulikzylinder angeordnet sind.

Glättt-bohlen wurden bei Deckenfertigern üblicher Bauart durch Hydraulikzylinder vertikal auf ihre Arbeitohöhe eingestellt. Hierbei ist die Bewegung des Kolbens zui>i am Aufoau angelenkten Zylinder direkt proportional der Bohlenbewegung. Der Meßwert Schicht-

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dicke = Borilenhöhe kann daher vorteilhafterweise vom

in
Kolbenweg abgenommen und z. B./elektronische Signale umgewandelt, verarbeitet und angezeigt werden. Selbstverständlich kann die Bewegung der Bohle in Bezug auf den Aufbau auch an anderen Stellen als am Zylinder erfaßt werden.

Erfindungsgemäß ist ferner vorgesehen, daß jeweils im äußeren zum Straßenrand hingerichteten Bereich eine Markiereinrichtung auf der Kolbenstange angeordnet ist.

Diese Anordnung der Markiereinrichtungen dient zum Verlegen von schrägen Schichten.

Durch ungleiche Einstellwerte der beiden Kolbenwege kann die Glättebohle schräggestellt werden, wodur-oii die einfache Schrägprofilierung der Einbauschicht erreicht wird. Man erfasst daher in vorteilhafter Weise beide Kolbenwege und ermittelt daraus den Profi!querschnitt.

Eine andere Anordnungsrnö^lichkeit für die Markiereinrichtung=]'! besteht erfinJungs^erma darin, daß in der Mitte am Drehpunkt der Glättebohle und jeweils zu beiden Seiten im äußeren zur. Straßenrand hingerichteten Bereich eine Markiereinrichtung auf der Kolbenstange angeordnet ist.

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Werden Kinbauschichten mit Dachprofilen verlegt, so werden die beiden Hälften der zweiteiligen Glätte-

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bohle im allgemeinen um einen mittigen Drehpunkt zueinander schräggestellt. Durch diese Schrägstellung wird der Drehpunkt beider Bohlenhälften gegenüber den Anlenkpunkten der rechts und links angeordneten Hydraulikzylinder angehoben. Die Bewegung des Drehpunktes relativ zum Fertigeraufbau wird nun ebenfalls ermittelt.

In erfindungsgemäßer Ausführung ist vorgesehen, daß die Meßeinrichtungen elektrisch und/oder elektronische Meßwertwandler aufweisen und mit Anzeigeelementen versehen sind.

Auf diese Weise ist einp direkte Ablesung möglich.

Von Vorteil ist es .ferner., wenn an dem Deckenfertiger ein Rao. vorgesehen ist, das n:.· t t-iner Drehzahlmcüseinrichtung versehen ist, die mit einem MeBwertwandler zur Bestimmung der Einbaulänge verbunden ist.

Nachdem die Breite des Deckenfertigers bekannt ist und die Schichtdicke erfindungsgen^äß 3- ontinuierlieh festgestellt wird, kann durch die erfindung3ge:näß& Drehzahlmeßeinrichtung das Ei nba uv öl urne η in einfacherweise bestimmt v/erden.

Zwfcckmäßigerwedse ist der Meßwertwandler ein Impulsgeber.

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Zur Kontrolle und zur schriftlichen Fixierung der |

Ergebnisse 1st es von Vorteil, wenn die Meßwertwandler §

mit Registriergeräten verbunden sind. |

Eins einfach zu kontrollierende und sehr präzise |

Meßmethode ist gegeben, wenn die Registriergeräte p

als Linienschreiber mit einer Bezugslinie ausgebildet |

sind, wobei der Transport des Registrierpapieres I

synchron mit dem Vorschub des Deckenfertigers ge- I

koppelt ist. I

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
an Hand der Zeichnungen prinzipmäßig dargestellt,
aus dem v/eitere erfindungsg^mäße Merkmale hervor- « gehen.· *

Es zeigen: |

ΐ Fig. 1 Deckenfertiger, ' |

Fig. 2 eine Stellung der Glättebohle, f

I Fig. Z> eine v/eitere Stellung der Glättebohle, |

S Fig. 4 Msrkier- und Anzeigeeinrichtung prinzip- | mäßig dargestellt,

Fig. 5 Sjhnitt durch eine Deckschicht,
Fig. 6 ocncüä einer Registrier und AnzeiKeeinheit.

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Pas zum Verlegen vorbereitete Material wird in #inem Mischbehälter 1 des Deckenfertigers gebracht, fciber ein Förderband 2 der Straße zugeführt und ♦on Verteilerschnecken 5 auf die zu belegende Straßenfcreite verteilt. Ein Stampfer 4 verdichtet das llaterial und durch eine Glättebohle 5 wird es geglättet. Die Glättebohle ist durch Hydraulikzylinder 6 höhenverstellbar und bestimmt so die Schichtdicke des verlegten Straßenbelages. An einem Had 7 des Deckenfertigers » vorzugsweise an einem aicht angetriebenen Rad (Schlupffreiheit) - ist eine Drehzahlmeßeinrichtung 8 angeordnet.

In Fig. 2 ist die Glättebohle 5 schematisch füi· •ine -schrage Deckenschicht dargestellt. Dubei be-Cinden sich Markiereinrichtungen 9 links und rechts Jeweils an den Kolbenstangen 10 der Hydraulikzylinder 6. Die Markiereinrichtungen 9 arbeiten entsprechend »it an dem Fertigeraufbau und zwar mit an den Hydraulikzylindem6 angeordneten Anzeigeeinrichtungen 11 zusammen. Zusätzlich kann in der Mitte noch eine Karkier- und Anzeigeeinrichtung angeordnet werden.

Xur Verlegung von Deckschichten mit Dachprofil ist die Glättebohle 5., wie aus der Fig. 3 ersichtlichj •uf jeden. Fall in der Mitte mit einem Drehpunkt 12 Eu versehen, an dem die Markiereinrichtung 9 mit der dazugehörigen Anzeigeeinrichtung 11 vorzusehen

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In F.ig. 4 ist eine Markier- und Anzeigeeinrichtung zusammen mit der dazugehörigen Meßeinrichtung 13 prinzipmäßig vergrößert dargestellt.

Der Weg der Glättebohle 5 an der Kolbenstange 10 im Bezug auf den Pertigeraufbau, nämlich dem Hydraulikzylinder 6 wird mit elektrischen bzw. elektronischen Mfcßwertwandlern 15 erfaßt.

Die Kolbenstangenbewegung ist proportional der Bohlenbewegung. Als Meßwertaufnehmer kommen digitale und analoge Meßsysteme in Frage.

Bei digitalen Meßwertwandlern werden die elektronischen Meßsignale durch Abtasten von fevicierungen (ζ. Β. Optoelektronisch, induktiv, durch mechanische Konf-akt-ierung u. ä. ) auf speziellen Impulsträgern (z. B. lineare Maßstäbe., rotierende Scheiben., Widerstände u. ä.) gebildet und gezählt.

Bei analogen Meßwertwandlerr/rfird die mechanische Meßgröße "Weg" kontinuierlich in eine proportionale elektrische Größe, z. B. Spannung, umgewandelt. Hierzu eignen sich besonders induktive (z. B. Meß- brücken, Differentialtransformatoren) oder ohmsehe (z. B. V/iderstandsineßbrücken, Spannungsteiler) Meßsysteme.

Jeder Deckenfertigertyp besitzt im allgemeinen eine

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Grund- oder Minimalarbeitsbreite. Diese Grundbreite kann stufenlos oder durch den Anbau von Zusatzelementen bis zu einer Maximalbreite vergrößert werden. Die Maximalbreite beträgt das Ewei- bis dreifache der Grundarbeitsbreite des Deckenfertigers.

Bei der Meßwertbildung für die Breite der Einbau-

|, schicht wird von der Grundarbeitsbreite des Fertiger-

typs ausgegangen. Diese Grundbreite wird als konstanter Wert in die Meßwertverarbeitung eingesetzt. Wird über die Grundarbeitsbreite hinaus gefertigt, muß die Zusatzbreite der Grundbreite hinzugerechnet und bei der Volumenberechnung berücksichtigt werden. V/erden fe^ce Zusatz elemente angebaut., geht die Anbaulänge alc Konstante in die Berechnung ein. Bei Fertigern, die die Arbeitsbreite stufenlos verbreitern, muß diese Erweiterung durch einen Meßwertaufnehmer erfaßt und kontinuierlich in die Berechnung eingeführt werden. Die Einbauläng-e der Deckschicht wird durch das auf der Straße mitlaufende Rad 7 gemessen. In den meisten Anwendungsfällen kann ein nieht_^angetrieber>es Rad des Fertigers hierzu benutzt werden. Anderenfalls ist ein Meßrad zusätzlich anzubringen.Die Drehzahl des abrollenden Rades wird durch einen elfcktift.sehen Keuwertwandler, in Einbaulänge umgerechnet.

Entsprechend dürr. Umfang des Meßrades entspricht die

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Anzahl der Umdrehung der Einbau!änge. Als Meßwertwandler eignen sich vor allem Impulsgeber., wobei die Anzahl der abzutastenden Markierungen dem Meßradunifang anzupassen sind.

Aus den elektronisch aufbereiteten Meßgrößen Einbaudicken, Einbaubreiten und Sinbaulängen läßt sich das Einbauvolumen V errechnen. Die Meßgrößen sind in Fig. 5 dargestellt. Dabei ist X die Grundbreite und Z-^ bzw. X₁, jeweils die Zusatzbreite lindes und rechts.

Dor ma thern=t tisc he Zusammenhang zur Errechnung des Einbauvolumens sas Λ^n Moödaten Einbaudicken (Höhü links innen n^j., Höhe links außen h]_?J Hone recnls innen h_r±, Höhe r-echts außen h_x._a und Höhe mitte h_m) und Einbaubi'eiten, ist ebenfalls zu entnehmen.

Die elektronisch vorarbeiteten Meßwerte für die Einbaudicken h]^, h_Vt und h^^ könner« direict über digital..· (ülektronisch-3 Zifi'ernsinzeioO odtr analoge (S,iala und Zeiger) Aiizai^enlcnix-.nte während des Einbaus abgelesun werden, bei Erweiterung der Grunabrcite aurch Zusatzelcrisnfce, können sowohl die direkt gemessenen War tu für die Einbaudick-s ^¹Ii' ⁿ.n ^{urci n}ri ^{als auch} di-^e err-jchriütin Wsrtd für Uio iiinbciudickon an den linken und rechten äußeren Rändern h± _a und r._ru angozclgt werden.

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In digitalen Ar.zeigeeinrichtungen I7 > 1 β j 19 und 20 erfolgt/ die Anzeige des Volumens and der Höhen in ην bzw. crn, Auf einem von einem Motor 21 angetriebenen

Das Bedienungspersonal kann über eine direkte Anzeige die Einbaudicke einstellen und überwachen.

Die elektronisch verarbeiteten Meßwerte für die Einbaudicke h-,. , h und h_rikönnen mittels elektronischer Registriergeräte (z. B. Linienschreiber) über der Einbaulänge dargestellt v/erden. Hierbei läuft der Transport des Registrierpapieres, gesteuert durch den Meßwertaufnehmer für die Einbaulänge mit der Einbaulänge synchron. Die o. a. Einbaudicken werden auf drei Spuren aufgezeichnet.

Die elektrisch erfaßten Meßdaten können als Recbengrößen entsprechend der Darstellung in Pie,, 3 üoer Datenverar-beitungsger-aut; zur Erinitvlung dss Einbauvolumens ausgewertet werden. Für eine solche Aufbereitung von Meßgrößen eignen sich Mikroprozessoren. Das Rechenergebnis kann dabei kontinuierlich aufgezeichnet oder abgelesen werden.

In Fig. 6 ist das Schema einer automatischen Registrier- und Anzei£eeiiihuit dargestellt. Dabei stellen 14 jeweils die digitalen Kebwertaufxichüisr für die Breiten und Honen dar. Jeweils in I5 erfolgt die Kekwertaufbereitung, deren Werte in einen Mikroprozessor 16 eingegeben werden.

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Linienschreiber 22 mit ei.ner Bezuglinie 25 erfolgt die Aufzeichnung.

Per Linienschreiber 22 ist dabei so eingestellt, daß der Transport des Registrierpapieres synchron mit der Vorwärtsbewegung des Deckenfertigers erfolgt. Auf diese Weise entsprechen die aufgezeichneten V/erte hinsichtlich Abstand und Höhe genau den Fahrbahnwerten in natura.

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   8. August 1978 Akte: GR 555/to

   Anmelder:

   Willi J. Grimm
   Dresdener Str. 8
   Ellwangen

   Ansprüche:

   1) Vorrichtung zun Einstellen unri Messen der Einbauaicke und des iinbauvolumo^s von Straßenbelägen, wobei die Verlegung des Belage*, durch einen fahrbaren Deckenfertiger mit einer höhenvcrstellbaren Glättebohle erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß an einem höhenvtjrsteilbaren Teil der Glättebohle (3) Quer zur¹ Straße Isarkiereinrichtungen (9) vorgesehen sind, deren relative Höhenlage in Bezug auf eiitöprcchünä an derrj Aufbau des Dtckenferti^ers angeordneten Anzeigeeinrichtungen (11), als Fiz> punkte, übsr tfeßeirir-ichtungori (1^) bestimmDar¹ sind.

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   2) Vorrichtung nach Anspruch 1,

   dadurch gekennzeichnet., daS die Markiereinrichtungen (9) jeweils auf einer Kolbenstange (10) der Glättebohle (5) und die Anzeigeeinrichtungen (11) auf dem dazugehörigen Hydraulikzylinder (6) angeordnet sind.

   2) Vorrichtung nach Anspruch 2,

   dadurch gekennzeichnet., daß jeweils im äußeren zun Straßenrand hingerichteten Bereich eine Markiereinrichtung (9) auf der Kolbenstange (10) angeordnet ist.

   4) Vorrichtung nach Anspruch 2,
   dadurch gekennzeichne t₃ daß in der Mitte am Drehpunkt (12) der GlätWDohle (5) und jeweils zu beiden Seiten irn äußeren zum Straßenrand hingerichteten Bereich eine Markiereinriohtung (9) auf der Kolbenstange (10) angeordnet ist.

   5) Vorrichtung nach Anspruch 1,

   dadurch gekennzeichne t, daß die Meßeinrichtungen (1^) elektrisch und/oder elektronische Meßv/ertwandler aufweir m und mit Anzeigeelementen (17, 18, 19* 20) versehen sind.

   6) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 5j dadurch gekennzeichnet, daß an dem Deckanfertiger ein Rad (7) vorgesehen ist, das mit einer Drahzahln^öseinrichtjng (6) versehen ist, die mit einem Me ßw er tv/ and ler zur Bestimmung der Einbaulänge verbunden ist.

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   7) Vorrichtung nach Anspruch 6,
   dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwertwandler ein Impulsgeber ist.

   8) Vorrichtung nach Anspruch 5 und/oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwertv/andler mit Registriergeräten (22) verbunden sind.

   9) Vorrichtung nach Anspruch 8,

   dadurch gekennzeichnet, daß die Registriergeräte' als Linienschroiber (22) mit einer Bezugslinie (2J) ausgebildet sind, wobei der Transport des Registrierpapieres synchron mit dem Vorschub des I>ecken gekoppelt ist.

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