EP1584747B1 - Vorrichtung zur Herstellung dreidimensional profilierter Oberflächen von Strassenbelägen - Google Patents

Vorrichtung zur Herstellung dreidimensional profilierter Oberflächen von Strassenbelägen Download PDF

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EP1584747B1
EP1584747B1 EP05007517A EP05007517A EP1584747B1 EP 1584747 B1 EP1584747 B1 EP 1584747B1 EP 05007517 A EP05007517 A EP 05007517A EP 05007517 A EP05007517 A EP 05007517A EP 1584747 B1 EP1584747 B1 EP 1584747B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
roller body
roller
frame
drive system
previous
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP05007517A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1584747A3 (de
EP1584747A2 (de
Inventor
Jörg Barthel
Udo Barthel
Klaus Hucke
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.)
Ebf Dresden Forschung Entwicklung Erprobung GmbH
Original Assignee
Ebf Dresden Forschung Entwicklung Erprobung GmbH
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Publication date
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Publication of EP1584747A2 publication Critical patent/EP1584747A2/de
Publication of EP1584747A3 publication Critical patent/EP1584747A3/de
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Classifications

    • 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
    • E01C19/22—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 consolidating or finishing laid-down unset materials
    • E01C19/43—Machines or arrangements for roughening or patterning freshly-laid paving courses, e.g. indenting rollers

Definitions

  • the invention relates to a method, a device and a stencil strip for the production of three-dimensionally profiled or structured surfaces of road surfaces, in particular of concrete or asphalt.
  • road surfaces For the attractive and inexpensive design of areas of dormant traffic, downtown areas, pedestrian paths and paths and areas in recreational facilities both in outdoor and indoor areas, etc., but also to reduce the risk of slipping on such areas, especially in adverse weather conditions the road, road and surface coverings (hereinafter uniformly referred to as road surfaces) provided with a three-dimensionally profiled surface.
  • a stencil having the desired surface texture such as a replica of a paved or natural stone-like surface
  • a monolithic surface of a curable paving material such as asphalt or concrete
  • the surface of the road surface can be colored.
  • a device for producing structured surfaces of road surfaces is disclosed.
  • a first and a second roller are spanned by an endless belt, which is tensioned by a tensioning roller.
  • This embossing unit is designed without drive and is pulled by a suitable drive unit.
  • the disadvantage is that the contact pressure of the Embossing unit can not be adjusted, but permanently applied by the entire weight of the embossing unit.
  • the device is poorly adaptable to different types of deposits.
  • due to the design when removing the stamping tape from the pavement, pieces of it are always torn out, which adversely affects the quality of the embossing.
  • the device for embossing pavements in road construction, comprising a drive unit, a pair of drive rollers and a pair of non-driven rollers, and an endless embossing belt stretched around it, which are arranged on a frame. Even with this device, it is not possible to control the contact pressure.
  • the device additionally has a ramming device which periodically presses the embossing belt in the direction of the road surface to be embossed. The contact pressure can thus be increased only by the weight of the device, but not reduced.
  • the ramming device is technically complex and therefore costly.
  • this device has the design-related problem of tearing out of road surface when lifting the embossing belt.
  • the object of the invention is to provide a device for producing three-dimensionally profiled or structured surfaces of road surfaces, in particular of concrete or asphalt, which lead to reproducible results of high quality and to increase the productivity of the overall process.
  • the device for producing three-dimensionally profiled surfaces of road surfaces comprises a frame (1), a first and second roller body (2, 3), a tensioning roller (4) arranged between the first and second roller body, wherein the first and the second roller body and the tensioning roller are arranged axially parallel to each other on the frame, and an endless, flexible stencil strip (5), which is arranged around the first roller body, the tensioning roller and the second roller body running around.
  • first and the second roller body and the tensioning roller are arranged to each other that the stencil belt between the first roller body and the tensioning roller is always on the surface of the paving material, while the part of the stencil belt between tensioning roller and the second roller body by special storage of the latter under A flat angle is slowly and steadily lifted off the surface (6) after impressing the surface pattern in the uncured road surface so that no paving material is torn out.
  • the first and second roll body to the same diameter, which was chosen so large that the stencil tape is not exposed to excessive bending, which has a favorable effect on the wear behavior of the tape.
  • it is prevented by the relatively large diameter that no or only very small material displacements can occur when hitting the stencil tape on the surface to be embossed and when impressing the three-dimensional structure. Small roll diameters would inevitably lead to the destruction of the surface structure here.
  • the first roll body on a vertical adjustment (7) which allows the Define roller body defined at the beginning of the embossing process on the surface of the coating to be embossed without it comes through the possibly too great weight of the device for sinking into the not yet cured road surface. This measure is particularly advantageous if the device has a chassis according to a further advantageous embodiment.
  • the Vertikalverstell featured on a force-regulating element (8), which allows a controlled adjustment of the pressure acting on the surface to be embossed by the first roller body. This ensures that the pressure required for the functionally correct embossing of the surface pattern can act on the surface of the paving material, that furthermore excessive deformations are avoided and, moreover, that manufacturing tolerances in the height of the paving layer can be compensated.
  • the force regulating element is preferably a spring or a hydraulic cylinder.
  • the advantage of the spring is its low price and the freedom from maintenance, the hydraulic cylinder in the uncomplicated and fast adjustment of the required force.
  • the simplest type of power regulation represents the change in weight of the first roll body, the uncomplicated z. B. can be achieved by water ballast in the roll body.
  • the first or preferably the second roll body has a Horizontalverstell noticed to compensate for different stencil tape lengths that result due to different surface pattern with different grid dimensions.
  • the frame has a chassis that, for example, a wheel gear can be.
  • the wheels can run on a leveled running surface, for example on rails which are laid directly to the right and left of the surface to be machined.
  • the chassis is a crawler undercarriage, so that rails are not needed because it can drive, for example, on a Unterbetonplanum.
  • the device has at least in the region of the resting on the surface of the pavement material stencil strip on an edge formwork, which laterally flat slides on the fresh concrete body. This ensures that the device works spur and the fresh concrete body remains dimensionally stable.
  • the device according to the invention can be pulled by a mobile construction machine, for example a concrete paver.
  • the frame has a drive unit through which the device can operate autonomously.
  • the drive unit may be a hydraulic, electric or internal combustion engine.
  • the speed of the drive unit is infinitely controllable, so that the speed of the device can be adapted to different working conditions.
  • the chassis is drivable by the drive unit.
  • From the chassis of the first roller body is preferably driven directly. This ensures that the first roll body always runs in sync with the chassis. Another advantage of this transmission is that by the transmitted torque to the first roller body shear forces that can also cause beading in the paving material known to be largely avoided.
  • a chain drive between the chassis and the first roller body is used.
  • the power is transmitted from the first to the second roller body by the tensioned by the tension roller stencil belt.
  • the stencil tape should be provided in a further advantageous embodiment of the invention with a reinforcement. Also possible is the transmission of power from the first to the second roller body by means of chain or belt drive or shaft.
  • additives and auxiliaries such as, for example, dyeing and separating agents
  • storage, mixing, metering and processing devices for these substances on the frame of the device.
  • the storage, mixing, dosing and processing devices are individually and independently of the driving speed of the device controllable.
  • a flexible, endless stencil strip is best suited, on which one side a three-dimensional surface pattern is arranged, which represents the negative of the desired surface pattern of the road surface material.
  • the stencil tape comprises a reinforced carrier tape with at least one arranged on one side of the carrier tape, three-dimensional form element.
  • the stencil tape is designed replaceable. This can be marked with a device different surface patterns.
  • the device is designed so that the disassembly or assembly of the tape can be done in front of one side.
  • the first roller body can be driven by a drive unit and the belt speed can be synchronized with the working speed via a force transmission element.
  • the second roll body serves to receive the stencil strip and to compensate for different strip or pattern lengths. At the same time, the higher set second roll body together with the embossing roll causes the gradual vertical lifting of the stencil strip from the surface of the paving material.
  • various powders and suspensions preferably the trademark "Permacolor”, can be used.
  • the stencil belt does not lead to bead formation or mass displacement at the embossed surface compared to a single roller.
  • the stencil tape consists of a reinforced endless carrier tape, to which the surface patterns are applied insoluble and which rotates in the advancing direction with appropriate speed.
  • the stencil belt runs over the roller body with preferably the same diameter and one or more tension rollers. This arrangement also allows the use of linerless stencil ribbons. By changing the length of the tape different patterns can be used.
  • the first roller body has a first vertical adjustment device for regulating the position to the surface of the paving material.
  • a first force regulating element is integrated in the form of a spring.
  • the drive of the stencil belt is non-positively by the first roller body.
  • the distance of the second roller body from the surface of the paving material is greater than in the first roller body. This creates the possibility of continuously lifting the embossing edges on the stencil strip from the fresh concrete by changing the position of the tensioning roller.
  • the second roller body has a Horizontalverstell noticed to compensate for different tape lengths.
  • the frame is designed in a torsionally rigid construction and preferably equipped with a wheel gear, the wheels drive on a leveled driving surface, such as rails, directly to the right and left of the surface to be machined.
  • chassis undercarriage which preferably runs on a Unterbetonplanum.
  • the chassis for lateral guidance has a multiple larger center distance than the roller body and an edge formwork, which slides laterally flat between the wheels on fresh concrete body.
  • the synchronization of the driving speed and the working speed via a chain drive between the chassis and the first roller body.
  • the device according to the invention has its own hydraulic drive unit, which engages in the chain drive in a suitable manner and ensures the stepless regulation of the driving speed.
  • dosing and processing units for auxiliaries and associated storage containers are arranged on a suitable location and sequence on the frame and driven by separate circles.
  • Distributors and control devices are driven by the drive unit.
  • the hydraulic circuits have distributors and control devices that can be controlled individually and independently of the driving speed.
  • the device for producing structured surfaces of road surfaces comprises a frame (1), a first roller body (2) and a second roller body (3), a tensioning roller (4) arranged between the first roller body (2) and the second roller body (3), wherein the first roller body (2) and the second roller body (3) and the tensioning roller (4) are arranged axially parallel to each other on the frame (1), and an endless, flexible stencil belt (5) which surrounds the first roller body (2), the tensioning roller (4) and the second roller body (3) is arranged to run around.
  • the first roller body (2), the second roller body (3) and the tensioning roller (4) are arranged relative to one another such that the stencil belt (5) between the first roller body (2) and the tension roller (4) always lies on the surface (6). of the paving material, while the part of the stencil belt (5) between the tensioning roller (4) and the second roller body (3) by a higher storage of the roller body (3) relative to the roller body (2) with respect to the surface (6) at a shallow angle is lifted slowly and steadily after impressing the surface pattern in the uncured pavement so from the surface (6) that no paving material is torn out.
  • the first roller body (2) and the second roller body (3) have approximately the same diameter.
  • the first roll body (2) has a vertical adjustment device (7) for adjusting the position of the first roll body (2) relative to the surface (6) of the paving material.
  • the vertical displacement device (7) has a force regulating element (8) designed as a spring for regulating the force exerted by the first roller body (2) on the surface (6) of the road surface Power and to compensate for small height differences in the manufactured fresh concrete body.
  • the tensioning roller (4) also has a force regulating element (9) designed as a spring, which serves to regulate a uniform tension of the stencil belt (5).
  • the second roll body (3) has a horizontal adjustment device (10) for compensating different stencil strip lengths.
  • the frame (1) has a chassis (11) with rail wheels and a drive unit (12) through which the device can operate autonomously.
  • the drive unit (12) is a hydraulically driven motor, whose speed is steplessly controllable, so that the feed speed of the device can be adapted to different working conditions.
  • the first roll body (2) can be driven by the drive unit (12) and the second roll body (3) through the first roll body (2) via the stencil strip (5) stretched by the tension roll (4).
  • first roller body (2) is height-adjustable on the frame (1) mounted. With the aid of the vertical adjustment device (7), the embossing depth and the contact pressure of the stencil strip (5) resting on the surface (6) of the paving material are regulated.
  • the stencil strip (5) has the negative of the desired surface pattern and is embossed into the surface (6) of the not yet cured paving material, such as rigid plastic fresh concrete, with the addition of various excipients.
  • An advantage of the invention is that the structure formed on the surface (6) of the paving material instead of individual templates by an endless, flexible stencil strip (5). As a result, a high quality of the surface produced is achieved at the same time very high productivity of the continuous manufacturing process.
  • the formation of beads in the conventional use of embossing rollers in the uncured paving material occurs is prevented by both by the choice of a relatively large diameter of the first roll body (2) and by the transmission of torque by the drive (12) on the first roll body (2) shear forces and thus the risk of bead formation can be avoided or minimized.
  • the lifting of the stencil strip (5) after the tensioning roller (4) from the surface (6) by higher storage of the second roller body (3) relative to the first roller body (2) and the tension roller (4) also causes the avoidance of the embossed surface destructive suction forces that may otherwise occur under the stencil belt (5).
  • the setting angle ( ⁇ ) between the surface of the road surface material and underside of the rotating stencil belt is infinitely adjustable. As a result, a gentle lifting of the circulating stencil strip from the fresh, not yet hardened concrete of the road surface material can be realized, without resulting in the undesired entrainment of material particles.
  • the frame (1) is mounted on a chassis (11) which can travel on rails or on a driving surface (13). On both sides of the surface (6) of the paving material leveled rails are designed on which the chassis (11) runs or alternatively, a planum is made, drive on the two crawler tracks instead of the wheel.
  • the surface (6) of the paving material is produced, for example, by a concrete paver in a continuous process.
  • the device according to the invention is used as a tracking device for this concrete paver and also continuously shapes a surface pattern in the Surface (6) of the paving material.
  • the roller bodies (2, 3) used may be wider than the surface (6) of the paving material.

Landscapes

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein Schablonenband zur Herstellung von dreidimensional profilierten bzw. strukturierten Oberflächen von Straßenbelägen, insbesondere aus Beton oder Asphalt.
  • Zur attraktiven und preisgünstigen Gestaltung von Flächen des ruhenden Verkehrs, von Innenstadtbereichen, von Fußgängerwegen sowie von Wegen und Flächen in Freizeiteinrichtungen sowohl in Außen- als auch in Innenbereichen usw., aber auch zur Verminderung der Rutschgefahr auf solchen Flächen, insbesondere bei widrigen Wetterbedingungen, werden die Straßen-, Wege- und Flächenbeläge (nachfolgend einheitlich als Straßenbeläge bezeichnet) mit einer dreidimensional profilierten Oberfläche versehen.
  • Nach dem Stand der Technik kann zur Erzeugung derartiger Oberflächen eine Schablone mit der gewünschten Oberflächenstruktur, beispielsweise mit der Nachbildung einer gepflasterten oder natursteinähnlichen Oberfläche, verwendet werden, die auf eine monolithisch Oberfläche eines aushärtbaren Straßenbelagmaterials, wie beispielsweise Asphalt oder Beton, vor dem Aushärten oder Abbinden von Hand aufgelegt wird und durch Aufschlagen oder Aufdrücken das Muster der Schablone in die Oberfläche eingeprägt wird. Durch oberflächenaktive Farb- und andere Zusatzstoffe, die ebenfalls von Hand aufgebracht werden, kann die Oberfläche des Straßenbelags farbig gestaltet werden.
  • Die Reproduzierbarkeit und die Qualität der mit dem manuellen Verfahren erzielbaren Oberflächeneigenschaften hängen jedoch stark von der Qualifikation und der Erfahrung des Personals ab. Außerdem erreicht man mit der manuellen Ausführung des diskontinuierlichen Fertigungsverfahrens nur eine sehr geringe Produktivität.
  • Aus EP 0692046 B1 ist ein Verfahren zum Prägen einer Asphaltoberfläche mit einem Muster mit den Verfahrensschritten
    1. 1. Auflegen einer biegsamen Schablone auf die (noch nicht ausgehärtete) Asphaltoberfläche,
    2. 2. Einpressen der Schablone in die Asphaltoberfläche unter Druck,
    3. 3. Entfernen der Andruckvorrichtung und Herausheben der Schablone sowie
    4. 4. Auftragen einer farbigen Zementbeschichtung
    bekannt.
  • Bei der Lösung nach dem Patent EP 0692046 B1 handelt es sich um ein diskontinuierlich arbeitendes Verfahren, bei dem auf Grund der begrenzten Länge der flexiblen Schablone keine kontinuierliche Fertigung möglich ist.
  • Aus US 3,998,564 ist ein Verfahren zur Erzeugung von Fugen in Fahrbahnen aus Guss- oder Schüttbeton mit folgenden Teilschritten bekannt:
    1. 1. Positionieren einer flexiblen Folie mit einer Anzahl parallel zueinander, gering beabstandeter Rippen auf der, der Fahrbahndecke zugewandten Seite,
    2. 2. Einpressen der flexiblen Folie in die noch nicht abgebundene Oberfläche des Betons,
    3. 3. Entfernen der flexiblen Folie nach dem Aushärten der strukturierten Oberfläche der Betonfahrbahndecke.
    Auf Grund der endlichen Länge der flexiblen Folie ist auch mit diesem Verfahren keine kontinuierliche Fertigung einer profilierten Oberfläche möglich.
  • In der US-A-6 024 511 wird eine Vorrichtung zur Herstellung strukturierter Oberflächen von Strassenbelägen offenbart. Dabei werden eine erste und eine zweite Walze von einem Endlosband umspannt, das durch eine Spannwalze gespannt wird. Diese Prägeeinheit ist antriebslos ausgeführt und wird von einer geeigneten Antriebseinheit gezogen. Nachteilig ist, dass der Anpressdruck der Prägeeinheit nicht eingestellt werden kann, sondern permanent durch die gesamte Gewichtskraft der Prägeeinheit aufgebracht wird. Dadurch ist die Vorrichtung schlecht an verschieden zu prägende Beläge anpassbar. Zudem werden konstruktionsbedingt beim Abheben des Prägebandes vom Strassenbelag immer Stücke von diesem mit herausgerissen, was die Qualität der Prägung negativ beeinflusst.
  • In der US 2002/ 064573 A1 wird ebenfalls eine Vorrichtung zum Prägen von Belägen in Strassenbau vorgestellt, die eine Antriebeinheit, ein Paar Antriebsrollen und ein Paar nicht angetriebener Rollen, und eine darum gespanntes Endlosprägeband aufweist, die auf einem Rahmen angeordnet sind. Auch mit dieser Vorrichtung ist es so nicht möglich den Anpressdruck zu steuern. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung zusätzlich eine Stampfeinrichtung auf, die periodisch das Prägeband in Richtung des zu prägenden Strassenbelages drückt. Der Anpressdruck kann somit nur über die Gewichtskraft der Vorrichtung erhöht werden, jedoch nicht reduziert. Zudem ist die Stampfeinrichtung technisch aufwendig und damit auch kostenintensiv. Zudem hat auch diese Vorrichtung das konstruktionsbedingte Problem des Herausreißens von Strassenbelag beim Abheben des Prägebandes.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Herstellung von dreidimensional profilierten bzw. strukturierten Oberflächen von Straßenbelägen, insbesondere aus Beton oder Asphalt bereitzustellen, die zu reproduzierbaren Ergebnissen hoher Qualität führen und um die Produktivität des Gesamtprozesses zu steigern.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand jeweils rückbezogener Unteransprüche.
  • Der mechanisierte Ablauf des Teilprozesses Prägen von dreidimensional profilierten Oberflächen von Straßenbelägen erfolgt in mehreren Schritten:
    1. 1. Auf dem zu einem endlosen Band geformten Schablonenband befindet sich das gewünschte Oberflächenmuster. Das Schablonenband wird auf der noch nicht ausgehärteten Oberfläche eines aushärtbaren Straßenbelagmaterials unter Druck in die Oberfläche des Straßenbelagmaterials eingeprägt.
    2. 2. Um Verwerfungen und damit Rissbildung in der geprägten Oberfläche des Straßenbelags zu vermeiden, wird das Schablonenband im weiteren Prozessablauf in eine zum Straßenbelag ebene Form gebracht.
    3. 3. Nach Durchlaufen dieses ebenen Teilbereichs, in dem keine Prägearbeit mehr geleistet sondern das geformte Prägemuster stabilisiert wird, wird das Schablonenband langsam und unter einem sehr klein gehaltenen Winkel wieder von der Oberfläche des noch nicht ausgehärteten Materials abgehoben.
    4. 4. Nach einem Umlauf des endlosen Schablonenbandes befindet sich der beschriebene Anfangsbereich des Bandes wieder in der Stellung, in der die Prägearbeit geleistet wird. Der Prozessablauf wiederholt sich.
    5. 5. Zu jedem Zeitpunkt des Prozesses befindet sich ein Teilbereich des Schablonenbandes in Kontakt mit der noch nicht ausgehärteten Oberfläche des aushärtbaren Straßenbelagmaterials.
  • Die einzelnen Prozessschritte laufen dabei kontinuierlich und gleichzeitig ab.
  • Der Vorteil dieses Verfahrens gegenüber bekannten manuellen Verfahren und den in den zitierten Patentschriften dargestellten Lösungen besteht darin, dass strukturierte Straßenbeläge mit gleichbleibend hoher Qualität und hoher Produktivität gefertigt werden können.
  • Die Vorrichtung zur Herstellung dreidimensional profilierter Oberflächen von Straßenbelägen umfasst einen Rahmen (1), einen ersten und zweiten Walzenkörper (2, 3), eine zwischen dem ersten und zweiten Walzenkörper angeordnete Spannwalze (4), wobei der erste und der zweite Walzenkörper und die Spannwalze achsparallel zueinander auf dem Rahmen angeordnet sind, und ein endloses, flexibles Schablonenband (5), das um den ersten Walzenkörper, die Spannwalze und den zweiten Walzenkörper herum verlaufend angeordnet ist.
  • Zudem sind der erste und der zweite Walzenkörper und die Spannwalze so zueinander angeordnet, dass das Schablonenband zwischen dem ersten Walzenkörper und der Spannwalze stets auf der Oberfläche des Straßenbelagmaterials liegt, während der Teil des Schablonenbandes zwischen Spannwalze und dem zweiten Walzenkörper durch besondere Lagerung des Letzteren unter einem flachen Winkel langsam und stetig nach dem Einprägen des Oberflächenmuster in den noch nicht ausgehärteten Straßenbelag so von der Oberfläche (6) abgehoben wird, dass kein Straßenbelagmaterial herausgerissen wird.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weisen der erste und zweite Walzenkörper den gleichen Durchmesser auf, der so groß gewählt wurde, dass das Schablonenband keiner zu starken Biegung ausgesetzt ist, was sich günstig auf das Verschleißverhalten des Bandes auswirkt. Außerdem wird durch den relativ großen Durchmesser verhindert, dass beim Auftreffen des Schablonenbandes auf die zu prägende Oberfläche und beim Einprägen der dreidimensionalen Struktur keine oder nur sehr geringe Materialverdrängungen auftreten können. Kleine Walzendurchmesser würden hier unweigerlich zur Zerstörung der Oberflächenstruktur führen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist der erste Walzenkörper eine Vertikalverstelleinrichtung (7) auf, die es gestattet, den Walzenkörper zu Beginn des Prägeprozesses definiert auf die Oberfläche des zu prägenden Belages abzusenken, ohne dass es durch das eventuell zu große Eigengewicht der Vorrichtung zum Einsinken in den noch nicht ausgehärteten Straßenbelag kommt. Diese Maßnahme ist besonders vorteilhaft, wenn die Vorrichtung ein Fahrwerk gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung aufweist.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Vertikalverstelleinrichtung ein Kraftregulierungselement (8) auf, das eine kontrollierte Einstellung des von dem ersten Walzenkörper auf die zu prägende Oberfläche wirkenden Druckes gestattet. Damit wird gewährleistet, dass der zur funktionsgerechten Einprägung des Oberflächenmusters erforderliche Druck auf die Oberfläche des Straßenbelagmaterials wirken kann, dass weiterhin zu starke Verformungen vermieden werden und dass außerdem Fertigungstoleranzen in der Höhe der Straßenbelagsschicht ausgeglichen werden können.
  • Das Kraftregulierungselement ist vorzugsweise eine Feder oder ein Hydraulikzylinder. Der Vorteil der Feder besteht in ihrem geringen Preis und der Wartungsfreiheit, der des Hydraulikzylinders in der unkomplizierten und schnellen Einstellung der erforderlichen Kraft. Die einfachste Art der Kraftregulierung stellt die Gewichtsveränderung des ersten Walzenkörpers dar, die unkompliziert z. B. durch Wasserballast im Walzenkörper erreicht werden kann.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der erste bzw. vorzugsweise der zweite Walzenkörper eine Horizontalverstelleinrichtung zum Ausgleich unterschiedlicher Schablonenbandlängen auf, die sich aufgrund unterschiedlicher Oberflächenmuster mit unterschiedlichen Rastermaßen ergeben.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Rahmen ein Fahrwerk auf, dass beispielsweise ein Radfahrwerk sein kann. In diesem Fall können die Räder auf einer nivellierten Fahrfläche, beispielsweise auf Schienen, die unmittelbar rechts und links neben der zu bearbeitenden Fläche verlegt sind, fahren.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Fahrwerk ein Raupenfahrwerk, so dass Schienen nicht benötigt werden, da es beispielsweise auf einem Unterbetonplanum fahren kann.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Vorrichtung zumindest im Bereich des auf der Oberfläche des Straßenbelagmaterials aufliegenden Schablonenbandes eine Randschalung auf, wobei diese seitlich flächig am Frischbetonkörper gleitet. Hierdurch wird erreicht, dass die Vorrichtung spurtreu arbeitet und der Frischbetonkörper formstabil bleibt.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann von einer fahrbaren Baumaschine, beispielsweise einem Betonstraßenfertiger, gezogen werden.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das Rahmen eine Antriebseinheit auf, durch die die Vorrichtung autonom arbeiten kann. Die Antriebseinheit kann ein hydraulischer, elektrischer oder Verbrennungsmotor sein.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Geschwindigkeit der Antriebseinheit stufenlos steuerbar, so dass die Geschwindigkeit der Vorrichtung an verschiedene Arbeitsbedingungen angepasst werden kann.
  • Vorzugsweise ist das Fahrwerk durch die Antriebseinheit antreibbar.
  • Vom Fahrwerk aus wird vorzugsweise der erste Walzenkörper direkt angetrieben. Damit wird erreicht, dass der erste Walzenkörper stets synchron zum Fahrwerk läuft. Ein weiterer Vorteil dieser Kraftübertragung besteht darin, dass durch das auf den ersten Walzenkörper übertragene Drehmoment Schubkräfte, die bekanntlich ebenfalls Wulstbildungen im Straßenbelagsmaterial hervorrufen können, weitgehend vermieden werden.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der Antriebseinheit wird ein Kettentrieb zwischen Fahrwerk und dem ersten Walzenkörper verwendet.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung erfolgt die Kraftübertragung vom ersten auf den zweiten Walzenkörper durch das von der Spannwalze gespannte Schablonenband. Zur Aufnahme der Spannkräfte und zur Minderung des Verschleißes sollte das Schablonenband in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung mit einer Bewehrung versehen sein. Möglich ist auch die Kraftübertragung vom ersten auf den zweiten Walzenkörper mittels Ketten- oder Riementrieb bzw. Welle.
  • Sollen auf die obere Schicht des Straßenbelagmaterials Zusatz und Hilfsstoffe wie beispielsweise Färbe- und Trennmittel eingebracht werden, so ist es vorteilhaft, auf dem Rahmen der Vorrichtung Vorrats-, Misch-, Dosier- und Verarbeitungseinrichtungen für diese Stoffe anzuordnen.
  • Diese Vorrats-, Misch-, Dosier- und Verarbeitungseinrichtungen sind in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung von der Antriebseinheit antreibbar.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Vorrats-, Misch-, Dosier- und Verarbeitungseinrichtungen einzeln und unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit der Vorrichtung steuerbar.
  • Es hat sich gezeigt, dass hierfür ein flexibles, endloses Schablonenband am besten geeignet ist, auf dem einseitig ein dreidimensionales Oberflächenmuster angeordnet ist, das das Negativ des gewünschten Oberflächenmusters des Straßenbelagmaterials darstellt.
  • Vorzugsweise umfasst das Schablonenband ein armiertes Trägerband mit mindestens einem auf einer Seite des Trägerbandes angeordneten, dreidimensionalen Formelement.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Schablonenband auswechselbar gestaltet. Damit können mit einer Vorrichtung unterschiedliche Oberflächenmuster geprägt werden. Für den unkomplizierten Wechsel der Bänder ist die Vorrichtung so gestaltet, dass die Demontage bzw. Montage des Bandes vor einer Seite her erfolgen kann.
  • Der erste Walzenkörper ist durch eine Antriebseinheit antreibbar und die Bandgeschwindigkeit ist mit der Arbeitsgeschwindigkeit über ein Kraftübertragungselement synchronisierbar.
    Der zweite Walzenkörper dient der Aufnahme des Schablonenbandes und zum Ausgleich unterschiedlicher Band- bzw. Musterlängen. Gleichzeitig bewirkt der höher gesetzte zweite Walzenkörper zusammen mit der Prägewalze das allmähliche vertikale Abheben des Schablonenbandes von der Oberfläche des Straßenbelagmaterials.
  • Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können über die gesamte Arbeitsbreite und im kontinuierlichen Arbeitsprozess konstante Arbeitsparameter mit hoher Effektivität gewährleistet werden.
  • Als Zusatzstoffe zur Erzielung der Oberflächeneigenschaften können verschiedene Pulver und Suspensionen, vorzugsweise der Marke "Permacolor", genutzt werden.
  • Das Schablonenband führt gegenüber einer Einzelwalze nicht zur Wulstbildung bzw. Massenverschiebung an der geprägten Oberfläche.
  • Vorzugsweise besteht das Schablonenband aus einem armierten endlosen Trägerband, auf das die Oberflächenmuster unlösbar aufgebracht sind und das in Vortriebsrichtung mit entsprechender Geschwindigkeit umläuft. Das Schablonenband läuft über die Walzenkörper mit vorzugsweise gleichem Durchmesser und eine oder mehrere Spannwalzen. Diese Anordnung erlaubt auch den Einsatz von trägerbandlosen Schablonenbändern. Durch Veränderung der Bandlänge können unterschiedliche Musterteilungen genutzt werden.
  • Der erste Walzenkörper besitzt eine erste Vertikalverstelleinrichtung zur Regelung der Lage zur Oberfläche des Straßenbelagmaterials. In die erste Vertikalverstelleinrichtung ist ein erstes Kraftregulierungselement in Form einer Feder integriert. Der Antrieb des Schablonenbandes erfolgt kraftschlüssig durch den ersten Walzenkörper.
  • Vorzugsweise ist der Abstand des zweiten Walzenkörpers von der Oberfläche des Straßenbelagmaterials größer als bei dem ersten Walzenkörper. Damit entsteht die Möglichkeit, durch Veränderung der Lage der Spannwalze die Prägekanten auf dem Schablonenband kontinuierlich und wulstfrei aus dem Frischbeton herauszuheben.
  • Der zweite Walzenkörper weist eine Horizontalverstelleinrichtung zum Ausgleich unterschiedlicher Bandlängen auf.
  • Der Rahmen ist in einer verwindungssteifen Bauweise gestaltet und vorzugsweise mit einem Radfahrwerk ausgerüstet, wobei die Räder auf einer nivellierten Fahrfläche, beispielsweise aus Schienen, unmittelbar rechts und links neben der zu bearbeitenden Fläche fahren.
  • Eine weitere Gestaltungsmöglichkeit des Fahrwerkes ist die Anwendung eines Raupenfahrwerkes, das bevorzugt auf einem Unterbetonplanum fährt.
  • Bevorzugt besitzt das Fahrwerk zur Seitenführung einen mehrfach größeren Achsabstand als die Walzenkörper und eine Randschalung, die zwischen den Rädern seitlich flächig am Frischbetonkörper gleitet.
  • Vorzugsweise erfolgt die Synchronisierung der Fahrgeschwindigkeit und der Arbeitsgeschwindigkeit über einen Kettentrieb zwischen Fahrwerk und erstem Walzenkörper.
  • Bevorzugt weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine eigene hydraulische Antriebseinheit auf, die in den Kettentrieb auf geeignete Art und Weise eingreift und die stufenlose Regelung der Fahrgeschwindigkeit gewährleistet.
  • Vorzugsweise werden Dosier- und Bearbeitungseinheiten für Hilfsstoffe sowie zugehörige Vorratsbehälter an geeigneter Stelle und Reihenfolge auf dem Rahmen angeordnet und über gesonderte Kreise angetrieben. Verteiler sowie Regeleinrichtungen werden von der Antriebseinheit angetrieben.
  • Vorzugsweise besitzen die hydraulischen Kreise Verteiler sowie Regeleinrichtungen, die einzeln und unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit geregelt werden können.
  • Nachfolgend wird eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung anhand einer Figur näher erläutert.
  • Die Vorrichtung zur Herstellung strukturierter Oberflächen von Straßenbelägen umfasst einen Rahmen (1), einen ersten Walzenkörper (2) und einen zweiten Walzenkörper (3), eine zwischen dem ersten Walzenkörper (2) und dem zweiten Walzenkörper (3) angeordnete Spannwalze (4), wobei der erste Walzenkörper (2) und der zweite Walzenkörper (3) und die Spannwalze (4) achsparallel zueinander auf dem Rahmen (1) angeordnet sind, und ein endloses, flexibles Schablonenband (5), das um den ersten Walzenkörper (2), die Spannwalze (4) und den zweiten Walzenkörper (3) herum verlaufend angeordnet ist.
  • Der erste Walzenkörper (2), der zweite Walzenkörper (3) und die Spannwalze (4) sind so zueinander angeordnet, dass das Schablonenband (5) zwischen dem ersten Walzenkörper (2) und der Spannwalze (4) stets auf der Oberfläche (6) des Straßenbelagmaterials liegt, während der Teil des Schablonenbandes (5) zwischen Spannwalze (4) und dem zweiten Walzenkörper (3) durch eine höhere Lagerung des Walzenkörpers (3) gegenüber dem Walzenkörper (2) bezogen auf die Oberfläche (6) unter einem flachen Winkel langsam und stetig nach dem Einprägen des Oberflächenmuster in den noch nicht ausgehärteten Straßenbelag so von der Oberfläche (6) abgehoben wird, dass kein Straßenbelagmaterial herausgerissen wird.
  • Der erste Walzenkörper (2) und der zweite Walzenkörper (3) weisen in etwa den gleichen Durchmesser auf.
  • Der erste Walzenkörper (2) weist eine Vertikalverstelleinrichtung (7) zur Einstellung der Position des ersten Walzenkörpers (2) relativ zur Oberfläche (6) des Straßenbelagmaterials auf. Die Vertikalverstelleinrichtung (7) besitzt ein als Feder ausgebildetes Kraftregulierungselement (8) zur Regulierung der von dem ersten Walzenkörper (2) auf die Oberfläche (6) des Straßenbelags ausgeübte Kraft und zum Ausgleich von geringen Höhenunterschieden im gefertigten Frischbetonkörper.
  • Die Spannwalze (4) weist ebenfalls ein als Feder ausgeführtes Kraftregulierungselement (9) auf, das zur Regulierung einer gleichmäßigen Spannung des Schablonenbandes (5) dient.
  • Der zweite Walzenkörper (3) weist eine Horizontalverstelleinrichtung (10) zum Ausgleich unterschiedlicher Schablonenbandlängen auf.
  • Der Rahmen (1) weist ein Fahrwerk (11) mit Schienenrädern und eine Antriebseinheit (12) auf, durch die die Vorrichtung autonom arbeiten kann. Die Antriebseinheit (12) ist ein hydraulisch angetriebener Motor, dessen Geschwindigkeit stufenlos steuerbar ist, so dass die Vorschubgeschwindigkeit der Vorrichtung an verschiedene Arbeitsbedingungen angepasst werden kann.
  • Der erste Walzenkörper (2) ist durch die Antriebseinheit (12) und der zweite Walzenkörper (3) durch den ersten Walzenkörper (2) über das durch die Spannwalze (4) gespannte Schablonenband (5) antreibbar.
  • Der in Vorschub- bzw. Arbeitsrichtung vordere, erste Walzenkörper (2) ist höhenverstellbar auf dem Rahmen (1) montiert. Mit Hilfe der Vertikalverstelleinrichtung (7) werden die Prägetiefe und der Anpressdruck des auf der Oberfläche (6) des Straßenbelagmaterials aufliegenden Schablonenbandes (5) reguliert. Das Schablonenband (5) weist das Negativ des gewünschten Oberflächenmusters auf und wird in die Oberfläche (6) des noch nicht ausgehärteten Straßenbelagmaterials, beispielsweise steifplastischen Frischbeton, unter Zudosierung verschiedener Hilfsstoffe eingeprägt.
  • Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die auf der Oberfläche (6) des Straßenbelagmaterials ausgebildete Struktur anstelle von Einzelschablonen durch ein endloses, flexibles Schablonenband (5) erfolgt. Hierdurch wird eine hohe Qualität der erzeugten Oberfläche bei gleichzeitig sehr hoher Produktivität des kontinuierlichen Fertigungsverfahrens erreicht. Die bei der herkömmlichen Verwendung von Prägewalzen im noch nicht ausgehärteten Straßenbelagmaterial auftretende Wulstbildung wird dadurch verhindert, dass sowohl durch die Wahl eines relativ großen Durchmessers des ersten Walzenkörpers (2) als auch durch die Übertragung eines Drehmomentes durch den Antrieb (12) auf den ersten Walzenkörper (2) Schubkräfte und damit die Gefahr der Wulstbildung vermieden bzw. minimiert werden. Außerdem bewirkt das Abheben des Schablonenbandes (5) nach der Spannwalze (4) von der Oberfläche (6) durch höhere Lagerung des zweiten Walzenkörpers (3) gegenüber dem ersten Walzenkörper (2) und der Spannwalze (4) ebenfalls die Vermeidung von die geprägte Oberfläche zerstörenden Saugkräften, die ansonsten unter dem Schablonenband (5) entstehen können. Vorteilhaft ist der Einstellwinkel (α) zwischen Oberfläche des Straßenbelagmaterials und Unterseite des umlaufenden Schablonenbandes stufenlos einstellbar. Dadurch kann ein behutsames Abheben des umlaufenden Schablonenbandes aus dem frischen, noch nicht abgebundenen Beton des Straßenbelagmaterials realisiert werden, ohne dass es zu dem unerwünschten Mitreißen von Werkstoffpartikeln kommt.
  • Der Rahmen (1) ist auf einem Fahrwerk (11) gelagert, das auf Schienen oder auf einer Fahrfläche (13) fahren kann. Beidseitig der Oberfläche (6) des Straßenbelagmaterials sind ausnivellierte Schienen ausgelegt, auf denen das Fahrwerk (11) läuft oder alternativ ist ein Planum hergestellt, auf dem zwei Raupenfahrwerke anstelle des Radfahrwerkes fahren.
  • Die Oberfläche (6) des Straßenbelagmaterials wird beispielsweise von einem Betonstraßenfertiger im kontinuierlichen Verfahren hergestellt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird als Nachlaufgerät zu diesem Betonstraßenfertiger eingesetzt und prägt ebenfalls kontinuierlich ein Oberflächenmuster in die Oberfläche (6) des Straßenbelagmaterials. Die verwendeten Walzenkörper (2, 3) können breiter sein als die Oberfläche (6) des Straßenbelagmaterials.
    • Bezugszeichen
    • 1
    Rahmen
    2
    erster Walzenkörper
    3
    zweiter Walzenkörper
    4
    Spannwalze
    5
    Schablonenband
    6
    Oberfläche des Straßenbelagmaterials
    7
    Vertikalverstelleinrichtung des ersten Walzenkörpers
    8
    Kraftregulierungselement
    9
    Kraftregulierungselement an der Spannwalze
    10
    Horizontalverstelleinrichtung des zweiten Walzenkörpers
    11
    Fahrwerk
    12
    Antriebseinheit
    13
    Fahrfläche
    14
    Kraftübertragung
    s
    Vorschubrichtung der Vorrichtung
    α
    Einstellwinkel zwischen Oberfläche des Straßenbelagmaterials und Unterseite des umlaufenden Schablonenbandes

Claims (23)

  1. Vorrichtung zur Herstellung strukturierter Oberflächen (6) von Straßenbelägen, umfassend einen Rahmen (1), einen ersten Walzenkörper (2) und einen zweiten Walzenkörper (3), eine zwischen dem ersten Walzenkörper (2) und dem zweiten Walzenkörper (3) angeordnete Spannwalze (4), wobei der erste Walzenkörper (2), der zweite Walzenkörper (3) und die Spannwalze (4) achsparallel zueinander auf dem Rahmen (1) angeordnet sind, und ein endloses, flexibles Schablonenband (5), das um den ersten Walzenkörper (2), die Spannwalze (4) und den zweiten Walzenkörper (3) herum verlaufend angeordnet ist und der Rahmen (1) ein Fahrwerk (11) aufweist, welches sich neben der Oberfläche (6) des Straßenbelagmaterials abstützt, wobei der erste Walzenkörper (2) und der zweite Walzenkörper (3) und die Spannwalze (4) so angeordnet sind, dass das Schablonenband (5) zwischen dem ersten Walzenkörper (2) und der Spannwalze (4) auf der Oberfläche (6) des Straßenbelagmaterials liegt, während der Teil des Schablonenbandes (5) zwischen Spannwalze (4) und dem zweite Walzenkörper (3) durch eine höhere Lagerung des Walzenkörpers (3) gegenüber dem Walzenkörper (2) bezogen auf die Oberfläche (6) unter einem flachen Winkel von der Oberfläche (6) abgehoben wird.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrwerk (11) ein Radfahrwerk ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrwerk (11) ein Raupenfahrwerk ist.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Walzenkörper (2) und der zweite Walzenkörper (3) den gleichen Durchmesser aufweisen.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Walzenkörper (2) eine Vertikalverstelleinrichtung (7) zur Einstellung der Position des ersten Walzenkörpers (2) relativ zur Oberfläche (6) des Straßenbelagmaterials aufweist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertikalverstelleinrichtung (7) ein Kraftregulierungselement (8) zur Regulierung der von dem ersten Walzenkörper (2) auf die Oberfläche (6) des Straßenbelags ausgeübten Druck aufweist.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannwalze (4) ein Kraftregulierungselement (9) zur Regulierung der von der Spannwalze (4) auf das Schablonenband (5) ausgeübten Kraft aufweist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftregulierungselement (8, 9) eine Feder oder ein Hydraulikzylinder ist.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste oder/und der zweite Walzenkörper (2, 3) eine Horizontalverstelleinrichtung (10) zum Ausgleich unterschiedlicher Schablonenbandlängen aufweist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Randschalung aufweist, die seitlich flächig am Frischbetonkörper gleitet.
  11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (1) eine Antriebseinheit aufweist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit ein hydraulischer, elektrischer oder Verbrennungsmotor ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit der Antriebseinheit stufenlos steuerbar oder regelbar ist.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Walzenkörper (2) durch die Antriebseinheit antreibbar ist.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrwerk (11) durch die Antriebseinheit antreibbar ist.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Walzenkörper (2) durch die Antriebseinheit und über ein Kraftübertragungsglied (12) antreibbar ist.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungsglied (12) eine Kette, ein Riemen oder eine Welle ist.
  18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Rahmen (1) Vorrats-, Misch-, Verarbeitungs- und Dosiereinrichtungen für Zusatz- und Hilfsstoffe, insbesondere für Färbe- und Trennmittel angeordnet sind.
  19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrats-, Misch-, Verarbeitungs- und Dosiereinrichtungen von der Antriebseinheit antreibbar sind.
  20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrats-, Misch-, Verarbeitungs- und Dosiereinrichtungen einzeln und unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit der Vorrichtung steuerbar oder regelbar sind.
  21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Einstellwinkel α zwischen Oberfläche des Straßenbelagmaterials und Unterseite des umlaufenden Schablonenbandes veränderbar ist.
  22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Einstellwinkel α zwischen Oberfläche des Straßenbelagmaterials und Unterseite des umlaufenden Schablonenbandes 0<α<=15° beträgt.
  23. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Einstellwinkel α zwischen Oberfläche des Straßenbelagmaterials und Unterseite des umlaufenden Schablonenbandes 0<α<=5° beträgt.
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