EP0960239B1 - Vorrichtung zum bearbeiten von fahrbahnen - Google Patents

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EP0960239B1
EP0960239B1 EP97935553A EP97935553A EP0960239B1 EP 0960239 B1 EP0960239 B1 EP 0960239B1 EP 97935553 A EP97935553 A EP 97935553A EP 97935553 A EP97935553 A EP 97935553A EP 0960239 B1 EP0960239 B1 EP 0960239B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bitumen
nozzle
water
injection
expansion chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP97935553A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0960239A1 (de
Inventor
Thomas Bruns
Walter GRÜBER
Siegbert Dittmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wirtgen GmbH
Original Assignee
Wirtgen GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wirtgen GmbH filed Critical Wirtgen GmbH
Publication of EP0960239A1 publication Critical patent/EP0960239A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0960239B1 publication Critical patent/EP0960239B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C23/00—Auxiliary devices or arrangements for constructing, repairing, reconditioning, or taking-up road or like surfaces
    • E01C23/06—Devices or arrangements for working the finished surface; Devices for repairing or reconditioning the surface of damaged paving; Recycling in place or on the road
    • E01C23/065—Recycling in place or on the road, i.e. hot or cold reprocessing of paving in situ or on the traffic surface, with or without adding virgin material or lifting of salvaged material; Repairs or resurfacing involving at least partial reprocessing of the existing paving
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B15/00—Details of spraying plant or spraying apparatus not otherwise provided for; Accessories
    • B05B15/50—Arrangements for cleaning; Arrangements for preventing deposits, drying-out or blockage; Arrangements for detecting improper discharge caused by the presence of foreign matter
    • B05B15/52—Arrangements for cleaning; Arrangements for preventing deposits, drying-out or blockage; Arrangements for detecting improper discharge caused by the presence of foreign matter for removal of clogging particles
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C19/00—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving
    • E01C19/12—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving for distributing granular or liquid materials
    • E01C19/16—Machines, tools or auxiliary devices for preparing or distributing paving materials, for working the placed materials, or for forming, consolidating, or finishing the paving for distributing granular or liquid materials for applying or spreading liquid materials, e.g. bitumen slurries
    • E01C19/17—Application by spraying or throwing
    • E01C19/176—Spraying or throwing elements, e.g. nozzles; Arrangement thereof or supporting structures therefor, e.g. spray-bars

Definitions

  • the invention relates to a device for processing of carriageways according to the preamble of claim 1.
  • Such devices are used, for example, in recycling machines needed for road construction.
  • a road construction machine, in which the invention are used can, for example, is described in WO-A-96/24725.
  • a device for producing foamed bitumen for road construction machines, with at least one expansion chamber having mixing device in which hot bitumen at a temperature of 180 ° C and water via injectors can be brought together under pressure is from WO-A-95/22661 known.
  • the device has a heatable Foam reactor and heatable feed and distribution lines on, with the lines being additionally insulated can.
  • Several nozzles are along a distribution line arranged in a row. This distribution line is over a pipeline network connected to a central foam reactor, in which the bitumen foam is created for all nozzles becomes.
  • a disadvantage of the known device is that the bitumen foam goes a long way from the Expansion chamber must travel up to the nozzles.
  • the invention has for its object a device for machining lanes to create an exact dosage of the Foam bitumen is possible, and with which the cleaning and maintenance is reduced to a minimum.
  • the invention advantageously provides that at a device for processing lanes a device for the production of foamed bitumen with several side by side arranged mixing devices with Foam outlet nozzles arranged on the hood of the work roll is so that the exiting from the foam outlet nozzles Foam bitumen spray into the working chamber the work roll is directed and in the of the Work roll mixes granulated building material mixture.
  • the hot bitumen is made from a bitumen tank via supply lines and a bitumen injection nozzle with from a water tank water supplied via a water injection nozzle mixed in an expansion chamber of the mixing device.
  • the work roll has the advantage that the foamed bitumen directly into the granulated building material mixture can be mixed in before the foam collapses.
  • the foamed bitumen is only added shortly before it leaves from the foam outlet nozzles in an expansion chamber one separately for each foam outlet nozzle Mixing device generated.
  • the generation of the Foam bitumen only shortly before it leaves the Foam outlet nozzles make this possible in an advantageous manner to dose the foamed bitumen exactly.
  • the injector for hot bitumen a tappet adapted to the nozzle cross-section for the nozzle opening, which for periodic Clean or close the nozzle opening using a Control can be driven.
  • the plunger is used for cleaning the nozzle Pushed through the nozzle 1 to 2 times per minute, so that the nozzle cross-section is always kept clear. If the nozzle is to be closed, the plunger remains in the Nozzle cross section.
  • Each nozzle can be controlled individually, see above that the working width, e.g. if you run over one more times Lane is selectable.
  • the water tank is arranged on the chassis.
  • On Water tank arranged on the chassis has the advantage that no separate water supply is required.
  • the Water in the water tank can also be used for other tasks e.g. for moistening the soil during compaction a lane can be used.
  • air can be blown into each mixing device.
  • the additional blowing in of air increases the foaming and enables expansion of the foamed bitumen to about 20 times the original volume.
  • foam outlet nozzle is used at the beginning or during the operation of the Road construction machine to check the foam quality.
  • the expansion chamber is preferably in cross section circular, with the bitumen injector coaxial the expansion chamber is arranged.
  • the injection or Injection devices for water and / or air nozzles Water or air radially or tangentially in the of the bitumen injection nozzle exiting the hot jet Bitumen. This creates a strong swirl in the expansion chamber with which an optimal Foam quality can be generated.
  • the expansion chamber is a has eccentrically arranged foam outlet nozzle.
  • Such an eccentrically arranged nozzle reinforces the Swirling the foam bitumen and allowing a higher Expansion number with a longer half-life of the Foam.
  • the mixing devices can be heated.
  • the heating takes place through thermostat-controlled heating devices that the optimal operating temperature before and during use, even in the event of interruptions.
  • a time-consuming rinsing of the mixing devices the foam outlet nozzles can be omitted at the end of work.
  • the generator for generating the heating current is already generating the full heating voltage when the drive motor is idling and holds it even at higher engine speeds constant.
  • the generator has a hydraulic drive to a constant with the help of a flow control valve Drive speed is adjustable.
  • Fig. 1 shows the device for processing roadways with a machine frame supported by two trolleys 2 1 and one consisting of a driver's cabin 3 Helm.
  • the trolleys 2 have at the front and rear ends of the Machine frame 1 two together or optionally individually steerable chassis axles.
  • a work roll 4 is located below the machine frame 1 arranged under a hood 8, which the working chamber 6th the work roll 4 limited upwards and to the sides.
  • the hood 8 connected to the machine frame 1 has an axis parallel to the roll axis of the work roll 4 pivotable crusher bars 19.
  • a detailed Description of the road construction machine shown in Fig. 1 can be found in WO-A-96/24725.
  • the hood 8 has a device on its upper area 10 for the production of foamed bitumen.
  • Foam bitumen becomes bitumen at a temperature of around 180 ° C mixed with cold water. This causes the bitumen to foam on, with the original volume of the components themselves increased by about 20 times.
  • bitumen foam can be based on of a greatly enlarged volume over several in parallel 4 foam outlet nozzles running to the axis of the work roll Inject 14 evenly into the work area 6 and thereby mix into the granulated building material mixture.
  • the device 10 for producing foamed bitumen consists in detail from, for example, 16 arranged side by side Mixing devices 12 with each other with a common supply line 16,42 connected for hot bitumen are.
  • the mixing devices 12 have a bitumen injection nozzle 18, a bitumen free jet in the open state injected into an expansion chamber 26. Orthogonal to this free jet are radial or tangential to the circular expansion chamber 26 water through a water injector 22 and Air is injected via an air blowing device 24.
  • In the expansion chamber becomes a strong swirl of the expanding foam volume reached, whereby a high expansion number of the foam bitumen as well as a longer half-life can be achieved.
  • the air will for example, injected under a pressure of 4 to 5 bar.
  • the foam outlet nozzle 14 is eccentric to the expansion chamber 26 and arranged to the bitumen injection nozzle 18, whereby the swirl in the expansion chamber 26 still is reinforced.
  • the bitumen injection nozzle is pulsed with the help a plunger 30 periodically cleaned, the plunger controlled by a pneumatic drive device 32 microprocessor is driven.
  • the plunger 30 can also be used to close the bitumen injection nozzle 18, if, for example, the foamed bitumen in a reduced width should be sprayed. This is for example for multi-lane, overlapping work meaningful.
  • Figure 2 is a schematic representation of the microprocessor control to control the foaming process and the addition amounts and the dosage of the foamed bitumen.
  • the microprocessor 36 is with an electronic input-output unit 38 connected to a display 39. On the input-output unit 38 can add the bitumen in % By weight and the water addition for the foaming process in% the amount of bitumen can be set. Furthermore, the Spray width can be set for overlapping work, i.e. individual foam outlet nozzles 14 can be opened Desire to be switched off. All operational and work data are shown on the display 39.
  • the microprocessor 36 is also connected to a printer 40 which the Working data printed out for documentation. About one The wheel processor 41 receives the microprocessor 36 at the rate of advance speed signal proportional to the machine, so that the dosage of the foamed bitumen components depending on the driving speed can be done.
  • the microprocessor 36 generates one Control signal for the drive motors 21, 23 for the bitumen suction pump for bitumen 20, as well as the water suction pump 24.
  • the effective additions of bitumen and water are from the pumps 20 and 24 to the microprocessor reported back for regulation.
  • the pulse-clocked is also via a signal line 28 Nozzle cleaning in each mixing device 12 controlled.
  • a device for Feeding a water-cement suspension 46 is provided be parallel to the device for generating Foam bitumen 10 can be arranged on the hood 8. about the drive motor 50 becomes a signal line 48 Suction pump 52 of the injection device for the water-cement suspension 46 controlled.
  • Fig. 3 explains the combination of bitumen, water and air in the mixing devices 12.
  • the connecting part 19 for the hot bitumen feed receives hot bitumen from the bitumen tank arranged on the chassis 2.
  • the Suction pump 20 for bitumen is, as already mentioned by the microprocessor 36 controlled.
  • a temperature sensor 23 monitors the temperature of the is called bitumen.
  • the hot is in a bitumen filter 25 Filtered bitumen. Behind the bitumen filter 25 is a Pressure sensor 27 arranged, which monitors the operating pressure.
  • the feed line 16 opens into a distribution line 42, which can also be designed as a ring line, so that unneeded bitumen can be recirculated into the bitumen tank is.
  • each a water valve 45 for two mixing devices 12 the water the water injectors 22 fed. It can be provided that each a water valve 45 two non-adjacent mix facilities 12 supplied.
  • Compressed air is supplied via a compressor 28 via an air supply line 44 and air blowing devices 24 under one Pressure of for example 4 to 5 bar supplied.
  • mixing devices 12 can be a separate Mixing device 12 may be arranged such that it protrudes laterally over the work roll 4. This further mixing device is used as a test nozzle to a quality check at the beginning or during operation in terms of foam quality. This test nozzle can be controlled manually separately.
  • Compressor is also compressed air for cleaning the bitumen injection nozzle.
  • the compressed air is via pneumatic valves 33 to the pneumatic drive devices 32 supplied for the plunger 30. It is in the bitumen injection nozzle 18 of the test nozzle follows the same cycle cleaned.
  • the bitumen suction pump 20, the feed lines 16, and the distribution and ring line 42, as well as the mixing devices itself, in particular the bitumen injection nozzle 18 are equipped with heating elements and temperature sensors.
  • the temperature sensors send a temperature signal to the Microprocessor 36 or a thermostat control.
  • the Suction pump for bitumen, the supply lines 16, 42, and the mixing devices 12 are also insulated with thick walls, to reduce heat loss and compliance optimize the optimal processing temperature.
  • a power generator is powered by a hydraulic motor driven.
  • the hydraulic motor for the generator receives its Driving energy from a hydraulic pump connected to the Internal combustion engine of the road construction machine is coupled.
  • the hydraulic motor for the electricity generator already generates in Idle operation of the internal combustion engine one for heating the device 10 for producing foamed bitumen necessary energy.
  • the microprocessor-controlled device 10 for generating of foam bitumen allows the operation of all functions and the area code of the addition amounts for hot bitumen, water and air, as well as the work-related parameters from Control station 3 off.
  • the microprocessor control also enables regulation the amount added is proportional to the speed of advance.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Fahrbahnen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Vorrichtungen werden beispielsweise in Recyclingmaschinen für den Straßenbau benötigt. Eine Straßenbaumaschine, in der die Erfindung zur Anwendung kommen kann, ist beispielsweise in der WO-A-96/24725 beschrieben.
Eine Vorrichtung zum Erzeugen von Schaumbitumen für Straßenbaumaschinen, mit mindestens einer eine Expansionskammer aufweisenden Mischeinrichtung, in der heißes Bitumen bei einer Temperatur von 180°C und Wasser über Einspritzdüsen unter Druck zusammenführbar sind, ist aus der WO-A-95/22661 bekannt. Die Vorrichtung weist einen beheizbaren Schaumreaktor sowie beheizbare Zuführ- und Verteilerleitungen auf, wobei die Leitungen zusätzlich isoliert sein können. Mehrere Düsen sind längs einer Verteilerleitung ebeneinander angeordnet. Diese Verteilerleitung ist über ein Leitungsnetz mit einem zentralen Schaumreaktor verbunden, in dem der Bitumenschaum für alle Düsen erzeugt wird. In diesem Schaumreaktor ist desweiteren ein Rührwerk angeordnet. Nachteilig ist bei der bekannten Vorrichtung, daß der Bitumenschaum einen langen Weg von der Expansionskammer bis zu den Düsen zurücklegen muß. Dies hat zur Folge, daß der Schaum auf dem Weg zu den Düsen z.T. zerfällt, so daß desweiteren ein genaues Dosieren des Schaumbitumens nicht möglich ist. Ein weiteres Problem besteht darin, daß die bekannte Vorrichtung nur teilweise beheizt wird, und daß insbesondere die Düsen nicht beheizt werden. Dies hat zur Folge, daß die Reinigung der Anlage einen hohen Zeitaufwand erfordert. Da die Reinigung mit Dieselkraftstoff erfolgt, entsteht darüber hinaus noch ein Entsorgungsproblem hinsichtlich des verschmutzten Kraftstoffes.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Fahrbahnen zu schaffen, mit der eine exakte Dosierung des Schaumbitumens möglich ist, und mit der der Reinigungs- und Wartungsaufwand auf ein Minimum reduziert ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale des Anspruches 1.
Die Erfindung sieht in vorteilhafter Weise vor, daß bei einer Vorrichtung zum Bearbeiten von Fahrbahnen eine Einrichtung zum Erzeugen von Schaumbitumen mit mehreren nebeneinander angeordneten Mischeinrichtungen mit Schaumaustrittsdüsen an der Haube der Arbeitswalze angeordnet ist, so daß das aus den Schaumaustrittsdüsen austretende Schaumbitumen-Sprühstrahl in die Arbeitskammer der Arbeitswalze gerichtet ist und sich in das von der Arbeitswalze granulierte Baustoffgemisch einmischt. Das heiße Bitumen wird aus einem Bitumentank über Zuführleitungen und eine Bitumeneinspritzdüse mit aus einem Wassertank über eine Wassereinspritzdüse zugeführtem Wasser in einer Expansionskammer der Mischeinrichtung gemischt.
Das Einspritzen des Bitumenschaums direkt in die Arbeitskammer der Arbeitswalze hat den Vorteil, daß das Schaumbitumen unmittelbar in das granulierte Baustoffgemisch eingemischt werden kann, bevor der Schaum in sich zusammenfällt. Dabei wird das Schaumbitumen erst kurz vor Austritt aus den Schaumaustrittsdüsen in einer Expansionskammer einer für jede Schaumaustrittsdüse separat vorgesehenen Mischeinrichtung erzeugt. Die Erzeugung des Schaumbitumens erst kurz vor dem Austritt aus den Schaumaustrittsdüsen ermöglicht es in vorteilhafter Weise das Schaumbitumen exakt zu dosieren.
Bei der Vorrichtung zum Erzeugen von Schaumbitumen ist in vorteilhafter Weise vorgesehen, daß die Einspritzdüse für heißes Bitumen einen dem Düsenquerschnitt angepaßten Stößel für die Düsenöffnung aufweist, der zum periodischen Reinigen oder Verschließen der Düsenöffnung über eine Steuerung antreibbar ist. Der Stößel wird zur Düsenreinigung 1 bis 2 mal je Minute durch die Düse hindurchgestoßen, so daß der Düsenquerschnitt stets freigehalten wird. Soll die Düse geschlossen werden, verbleibt der Stößel im Düsenquerschnitt. Jede Düse ist einzeln ansteuerbar, so daß die Arbeitsbreite, z.B. bei mehrfachem Überfahren einer Fahrbahn selektierbar ist.
Es ist desweiteren bei einer Vorrichtung zum Erzeugen von Schaumbitumen vorgesehen, daß eine Mikroprozessorsteuerung die Mengenströme von heißem Bitumen und Wasser in Abhängigkeit der Vortriebsgeschwindigkeit der Straßenbaumaschine regelt. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die Dosierung mit hoher Genauigkeit und fahrgeschwindigkeitsabhängig erfolgt und daß das Verhältnis von Schaumbitumen und granuliertem Baustoffgemisch konstant gehalten ist.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß der Wassertank auf dem Fahrwerk angeordnet ist. Ein auf dem Fahrwerk angeordneter Wassertank hat den Vorteil, daß keine separate Wasserzuführung erforderlich ist. Das in dem Wassertank befindliche Wasser kann zudem noch für andere Aufgaben z.B. zum Bodenbefeuchten beim Verdichten einer Fahrbahn verwendet werden.
Vorzugsweise ist vorgesehen, daß in die Expansionskammer jeder Mischeinrichtung zusätzlich Luft einblasbar ist. Das zusätzliche Einblasen von Luft verstärkt die Schaumbildung und ermöglicht eine Expansion des Schaumbitumens auf ca. das 20-fache des ursprünglichen Volumens. Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, daß seitlich über die Arbeitswalze überstehend eine separat manuell einschaltbare Mischeinrichtung mit Schaumaustrittsdüse angeordnet ist. Diese zusätzlich vorgesehene Schaumaustrittsdüse dient dazu, zu Beginn oder während des Betriebes der Straßenbaumaschine die Schaumqualität zu überprüfen.
Die Expansionskammer ist vorzugsweise im Querschnitt kreisförmig, wobei die Bitumeneinspritzdüse koaxial zu der Expansionskammer angeordnet ist. Die Einspritz- bzw. Einblaseinrichtungen für das Wasser und/oder die Luft düsen Wasser bzw. Luft radial oder tangential in den aus der Bitumeneinspritzdüse austretenden Freistrahl des heißen Bitumens ein. Dadurch entsteht eine starke Verwirbelung in der Expansionskammer, mit der eine optimale Schaumqualität erzeugt werden kann.
Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Expansionskammer eine exzentrisch angeordnete Schaumaustrittsdüse aufweist. Eine derartige exzentrisch angeordnete Düse verstärkt die Verwirbelung des Schaumbitumens und ermöglicht eine höhere Expansionszahl bei einer längeren Halbwertzeit des Schaumes.
Die Mischeinrichtungen sind beheizbar. Die Heizung erfolgt durch thermostat-geregelte Heizeinrichtungen, die die optimale Betriebstemperatur vor Beginn und während des Einsatzes, auch im Falle von Unterbrechungen einhalten. Ein aufwendiges Spülen der Mischeinrichtungen mit den Schaumaustrittsdüsen kann am Arbeitsende entfallen.
Der Generator zur Erzeugung des Heizstromes erzeugt bereits im Leerlauf des Antriebsmotors die volle Heizspannung und hält diese auch bei höheren Drehzahlen des Antriebsmotors konstant.
Hierzu weist der Generator einen hydraulischen Antrieb auf, der mit Hilfe eines Stromregelventils auf eine konstante Antriebsdrehzahl einstellbar ist.
Weitere vorteilhafte Merkmale sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1
eine Straßenbaumaschine,
Fig. 2
eine schematische Darstellung der Mikroprozessorsteuerung für den Schaumerzeugungsprozeß,
Fig. 3
ein Fließschema der Schaumbitumenkomponenten,
Fig. 4
die Stößelsteuerung, und
Fig. 5
eine Mischeinrichtung.
Fig. 1 zeigt die Vorrichtung zum Bearbeiten von Fahrbahnen mit einem von zwei Fahrwerken 2 getragenen Maschinenrahmen 1 und einem aus einer Fahrerkabine 3 bestehenden Fahrstand.
Die Fahrwerke 2 weisen am vorderen und hinteren Ende des Maschinenrahmens 1 zwei gemeinsam oder wahlweise einzeln lenkbare Fahrwerkachsen auf.
Unterhalb des Maschinenrahmens 1 ist eine Arbeitswalze 4 unter einer Haube 8 angeordnet, die die Arbeitskammer 6 der Arbeitswalze 4 nach oben und zu den Seiten hin begrenzt.
Die mit dem Maschinenrahmen 1 verbundene Haube 8 weist um eine zu der Walzenachse der Arbeitswalze 4 parallele Achse verschwenkbare Brecherleisten 19 auf. Eine detaillierte Beschreibung der in Fig. 1 gezeigten Straßenbaumaschine ist der WO-A-96/24725 zu entnehmen.
Die Haube 8 weist an ihrem oberen Bereich eine Einrichtung 10 zum Herstellen von Schaumbitumen auf. Zur Herstellung von Schaumbitumen wird ca. 180°C heißes Bitumen mit kaltem Wasser vermischt. Dadurch schäumt das Bitumen auf, wobei das ursprüngliche Volumen der Komponenten sich um etwa das 20-fache erhöht.
Durch den Aufschäumprozeß, der mit Einblasen von Luft unterstützt werden kann, wird die Viskosität des Bitumen stark herabgesetzt. Der Bitumenschaum läßt sich aufgrund eines stark vergrößerten Volumens über mehrere parallel zur Achse der Arbeitswalze 4 verlaufende Schaumaustrittsdüsen 14 gleichmäßig in den Arbeitsraum 6 einspritzen und dadurch in das granulierte Baustoffgemisch einmischen.
Die Einrichtung 10 zum Erzeugen von Schaumbitumen besteht im einzelnen aus beispielsweise 16 nebeneinander angeordneten Mischeinrichtungen 12, die untereinander mit einer gemeinsamen Zuführleitung 16,42 für heißes Bitumen verbunden sind. Die Mischeinrichtungen 12 haben eine Bitumeneinspritzdüse 18, die im geöffneten Zustand einen Bitumenfreistrahl in eine Expansionskammer 26 einspritzt. Orthogonal zu diesem Freistrahl werden radial oder tangential zu der im Querschnitt kreisförmigen Expansionskammer 26 Wasser über eine Wassereinspritzdüse 22 und Luft über eine Lufteinblaseinrichtung 24 eingedüst. In der Expansionskammer wird dadurch eine starke Verwirbelung des expandierenden Schaumvolumens erreicht, wodurch eine hohe Expansionszahl des Schaumbitumens sowie eine längere Halbwertszeit erzielt werden kann. Die Luft wird beispielsweise unter einem Druck von 4 bis 5 bar eingeblasen.
Die Schaumaustrittsdüse 14 ist exzentrisch zur Expansionskammer 26 und zur Bitumeneinspritzdüse 18 angeordnet, wodurch die Verwirbelung in der Expansionskammer 26 noch verstärkt wird.
Die Bitumeneinspritzdüse wird impulsgetaktet mit Hilfe eines Stößels 30 periodisch gereinigt, wobei der Stößel von einer pneumatischen Antriebseinrichtung 32 mikroprozessorgesteuert angetrieben wird. Der Stößel 30 kann auch dazu benutzt werden, die Bitumeneinspritzdüse 18 zu verschließen, wenn beispielsweise das Schaumbitumen in einer verringerten Breite aufgesprüht werden soll. Dies ist beispielsweise bei mehrspurigen, überlappenden Arbeiten sinnvoll.
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung der Mikroprozessorregelung zur Kontrolle des Schaumbildungsprozesses und der Zugabemengen, sowie der Dosierung des Schaumbitumens.
Der Mikroprozessor 36 ist mit einer elektronischen Eingabe-Ausgabeeinheit 38 mit einem Display 39 verbunden. An der Eingabe-Ausgabeeinheit 38 kann die Bitumenzugabe in Gew.% und die Wasserzugabe für den Schäumungsprozeß in % der Bitumenmenge eingestellt werden. Desweiteren kann die Sprühbreite für überlappendes Arbeiten eingestellt werden, d.h. einzelne Schaumaustrittsdüsen 14 können auf Wunsch abgeschaltet werden. Alle Betriebs- und Arbeitsdaten werden auf dem Display 39 angezeigt. Der Mikroprozessor 36 ist ferner mit einem Drucker 40 verbunden, der die Arbeitsdaten zwecks Dokumentation ausdruckt. Über ein Radsensor 41 erhält der Mikroprozessor 36 ein der Vortriebsgeschwindigkeit der Maschine proportionales Geschwindigkeitssignal, so daß die Dosierung der Schaumbitumenkomponenten in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit erfolgen kann. Der Mikroprozessor 36 erzeugt ein Steuersignal für die Antriebsmotoren 21,23 für die Bitumenansaugpumpe für Bitumen 20, sowie die Wasseransaugpumpe 24. Die effektiven Zugabemengen von Bitumen und Wasser werden von den Pumpen 20 und 24 an den Mikroprozessor zwecks Regelung zurückgemeldet.
Über eine Signalleitung 28 wird desweiteren die impulsgetaktete Düsenreinigung in jeder Mischeinrichtung 12 gesteuert.
Neben der Einrichtung zum Erzeugen von Schaumbitumen kann, wie aus Fig. 2 ersichtlich eine Einrichtung zum Einspeisen einer Wasser-Zement-Suspension 46 vorgesehen sein, die parallel zu der Einrichtung zum Erzeugen von Schaumbitumen 10 an der Haube 8 angeordnet sein kann. Über eine Signalleitung 48 wird der Antriebsmotor 50 einer Ansaugpumpe 52 der Einsprüheinrichtung für die Wasser-Zement-Suspension 46 angesteuert.
Fig. 3 erläutert die Zusammenführung von Bitumen, Wasser und Luft in den Mischeinrichtungen 12. Das Anschlußteil 19 für die Heißbitumen-Zuführung erhält heißes Bitumen von dem auf dem Fahrwerk 2 angeordneten Bitumentank. Die Ansaugpumpe 20 für Bitumen wird wie bereits erwähnt von dem Mikroprozessor 36 gesteuert. Ein Temperatursensor 23 überwacht in der Zuführungsleitung 16 die Temperatur des heißen Bitumens. In einem Bitumenfilter 25 wird das heiße Bitumen gefiltert. Hinter dem Bitumenfilter 25 ist ein Drucksensor 27 angeordnet, der den Betriebsdruck überwacht. Die Zuführleitung 16 mündet in eine Verteilerleitung 42, die auch als Ringleitung ausgeführt werden kann, so daß nicht benötigtes Bitumen in den Bitumentank rezirkulierbar ist.
Über die Wasserpumpe 24, die Wasser von einem auf dem Fahrwerk 2 befindlichen Wassertank ansaugt, wird über eine Wasserzufuhrleitung 43 und jeweils einem Wasserventil 45 für zwei Mischeinrichtungen 12 das Wasser den Wassereinspritzdüsen 22 zugeführt. Es kann vorgesehen sein, daß jeweils ein Wasserventil 45 zwei nicht benachbarte Misch einrichtungen 12 versorgt.
Über einen Kompressor 28 wird Preßluft über eine Luftzufuhrleitung 44 und Lufteinblaseinrichtungen 24 unter einem Druck von beispielsweise 4 bis 5 bar zugeführt.
Mit seitlichem Abstand von den beispielsweise 16 nebeneinander entlang der Verteiler/Ringleitung 42 für heißes Bitumen angeordneten Mischeinrichtungen 12 kann eine separate Mischeinrichtung 12 derart angeordnet sein, daß sie über die Arbeitswalze 4 seitlich übersteht. Diese weitere Mischeinrichtung wird als Testdüse verwendet, um zu Beginn oder während des Betriebes eine Qualitätsüberprüfung bezüglich der Schaumqualität durchführen zu können. Diese Testdüse ist separat manuell ansteuerbar.
Von dem gleichen Luftkompressor 28 oder einem separaten Kompressor wird desweiteren Preßluft für die Reinigung der Bitumeneinspritzdüse abgezweigt. Die Preßluft wird über Pneumatikventile 33 den pneumatischen Antriebseinrichtungen 32 für die Stößel 30 zugeführt. Dabei wird im gleichen Takt auch die Bitumeneinspritzdüse 18 der Testdüse gereinigt.
Die Bitumenansaugpumpe 20, die Zuführleitungen 16, sowie die Verteil- und Ringleitung 42, sowie die Mischeinrichtungen selbst, insbesondere die Bitumeneinspritzdüse 18 sind mit Heizelementen und Temperaturfühlern versehen. Die Temperaturfühler geben ein Temperatursignal an den Mikroprozessor 36 oder an eine Thermostatregelung. Die Ansaugpumpe für Bitumen, die Zufuhrleitungen 16,42, sowie die Mischeinrichtungen 12 sind außerdem dickwandig isoliert, um Wärmeverluste zu reduzieren und die Einhaltung der optimalen Verarbeitungstemperatur zu optimieren.
Ein Stromgenerator wird mit Hilfe eines Hydraulikmotors angetrieben. Der Hydromotor für den Generator erhält seine Antriebsenergie von einer Hydropumpe, die mit dem Verbrennungsmotor der Straßenbaumaschine gekoppelt ist. Der Hydromotor für den Stromgenerator erzeugt bereits im Leerlaufbetrieb des Verbrennungsmotors eine für die Beheizung der Einrichtung 10 zum Erzeugen von Schaumbitumen notwendige Energie.
Mit Hilfe eines Stromregelventils wird die Drehzahl des Hydromotors für den Stromgenerator konstant gehalten.
Die mikroprozessorgesteuerte Einrichtung 10 zum Erzeugen von Schaumbitumen erlaubt die Bedienung aller Funktionen und der Vorwahl der Zugabemengen für heißes Bitumen, Wasser und Luft, sowie der arbeitsrelevanten Parameter vom Fahrstand 3 aus.
Die Mikroprozessorsteuerung ermöglicht außerdem die Regelung der Zugabemengen proportional zur Vortriebsgeschwindigkeit.
Die exakte Temperierung in Verbindung mit der periodischen Reinigung der Bitumeneinspritzdüsen gewährleistet eine hohe Dosiergenauigkeit und Funktionssicherheit. Ein aufwendiges Spülen der Einrichtung 10 zum Erzeugen von Schaumbitumen kann am Arbeitsende entfallen.

Claims (19)

  1. Vorrichtung zum Bearbeiten von Fahrbahnen
    mit einem selbstfahrenden Fahrwerk (2), mit einer Arbeitswalze (4), die von einer eine Arbeitskammer (6) bildenden Haube (8) umgeben ist, und
    mit einem Antriebsmotor für die für den Antrieb der Arbeitswalze (4) und den Fahrbetrieb benötigte Antriebsleistung,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Haube (8) eine Einrichtung (10) zum Erzeugen von Schaumbitumen mit mehreren nebeneinander angeordneten Mischeinrichtungen (12) mit Schaumaustrittsdüsen (14) aufweist,
    daß heißes Bitumen aus einem Bitumentank über Zuführleitungen (16,42) und einer Bitumeneinspritzdüse (18) gemeinsam mit aus einem Wassertank über eine Wassereinspritzdüse (22) zugeführtem Wasser unter Druck in einer Expansionskammer (26) der Mischeinrichtung (12) mischbar sind, und
    daß der aus den Schaumaustrittsdüsen (14) austretende Schaumbitumensprühstrahl in die Arbeitskammer (6) gerichtet ist und sich in das von der Arbeitswalze (4) granulierte Baustoffgemisch einmischt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzdüse (18) für heißes Bitumen einen dem Düsenquerschnitt angepaßten Stößel (30) für die Düsenöffnung aufweist, der zum periodischen Reinigen oder Verschließen der Düsenöffnung (34) über eine Steuerung antreibbar ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mikroprozessorsteuerung (36) die Mengenströme von heißem Bitumen und Wasser in Abhängigkeit von der Vortriebsgeschwindigkeit der Straßenbaumaschine regelt.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wassertank auf dem Fahrwerk (2) angeordnet ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß seitlich über die Arbeitswalze (4) überstehend eine separat manuell einschaltbare Mischeinrichtung (12) mit Schaumaustrittsdüse (14) angeordnet ist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in die Expansionskammer (26) zusätzlich Luft einblasbar ist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Expansionskammer (26) im Querschnitt kreisförmig ist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Expansionskammer (26) koaxial zu der Bitumeneinspritzdüse (18) angeordnet ist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Einspritz- bzw. Einblaseinrichtungen (22,38) das Wasser und/oder die Luft unter Druck radial oder tangential in den aus der Bitumeneinspritzdüse (18) austretenden Freistrahl des heißen Bitumens eindüsen.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zu der Bitumeneinspritzdüse (18) koaxiale Expansionskammer (26) eine exzentrisch angeordnete Schaumaustrittsdüse (14) aufweist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikroprozessorsteuerung (36) die Düsenreinigung durch Einführen des Stößels (30) in die Düsenöffnung (34) impulsgetaktet steuert.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischeinrichtungen (12) beheizbar sind.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführleitungen (16) für heißes Bitumen zu den Bitumeneinspritzdüsen (18) und/oder der Bitumentank beheizbar und/oder isoliert sind.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugpumpe (20) für Bitumen beheizbar ist.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizung der Bitumeneinspritzdüsen, die Zuführleitungen (16) für Bitumen und/oder die Ansaugpumpe (20) elektronisch geregelt ist.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb für die Arbeitswalze (4) und/oder den Fahrbetrieb einen Generator zur Erzeugung eines Heizstromes für die Beheizung der Einrichtung (10) zum Erzeugen von Schaumbitumen antreibt, der bereits im Leerlauf des Antriebsmotors die erforderliche Heizenergie liefert und diese auch bei höheren Drehzahlen konstant hält.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführleitung (16) für Bitumen zu den Bitumeneinspritzdüsen (18) aus einer Ringleitung (42) besteht, über die heißes Bitumen in den Bitumentank rezirkulierbar ist.
  18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuführleitung (16) ein Bitumenfilter (25) angeordnet ist.
  19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine Wasser-Zement-Suspension über eine weitere Einsprüheinrichtung (46) in die Arbeitskammer (6) einspritzbar ist.
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