EP2418059A1

EP2418059A1 - Vorrichtung zum Abtragen einer Betonoberflaeche

Info

Publication number: EP2418059A1
Application number: EP11006206A
Authority: EP
Inventors: Albrecht Baumann; Christian Baumann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-08-13
Filing date: 2011-07-28
Publication date: 2012-02-15
Also published as: DE102010034245A1

Abstract

Eine Vorrichtung zum Bearbeiten von Betonoberflächen 1 weist als Abtragelement eine Mehrzahl von an einem zentralen Schlagkopf 7 angeordnete Schlagnägel 13 auf. Die Schlagnägel 13 nehmen beim Drehen des Schlagkopfes 7 aufgrund der Zentrifugalkraft eine radial äußere Position ein und gehen beim Auftreffen auf die Betonoberfläche 1 entgegen der Zentrifugalkraft in eine radial innere Ausweichposition über und tragen bei diesem Kontakt mit der Betonoberfläche 1 den Beton ab.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abtragen einer Betonoberfläche nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
In den Fällen, bei denen auf eine Ebene, insbesondere auf eine horizontale Betonoberfläche eine Beschichtung aufgebracht werden soll, muß diese Betonoberfläche absolut eben sein. Zu diesem Zweck erfolgt zunächst ein entsprechender Abtrag der Betonoberfläche. Voraussetzung dabei ist, daß die Betonoberfläche nach dieser Bearbeitung nach wie vor offene Poren aufweist.
Das Problem bei den bekannten Vorrichtungen zur Bearbeitung von Betonoberflächen besteht darin, daß diese zwar die Betonoberfläche außerhalb eines Kantenbereichs bearbeiten können, daß aber in Kantenbereichen, also beispielsweise im Kantenbereich zwischen einem horizontalen Boden und einer senkrechten Wand, immer ein gewisser Bodenstreifen unbearbeitet bleibt. Dieser unbearbeitete Bodenstreifen hat jedoch den Nachteil, daß sich in diesem Bereich Kondenswasser ansammeln kann. Dies führt dann letztendlich zu Schäden.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Abtragen einer Betonoberfläche zu schaffen, mittels welcher die Betonoberfläche bis exakt in den Kantenbereich abgetragen werden kann, wobei nach wie vor gewährleistet sein soll, daß die Betonoberfläche nach dem Abtragen offene Poren aufweist.
Die technische L ö s u n g ist gekennzeichnet durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1.
Dadurch ist eine Vorrichtung zum Abtragen einer Betonoberfläche geschaffen, welche diese Betonoberfläche bis in den Kantenbereich hinein exakt bearbeiten kann, ohne daß ein Randbereich unbearbeitet bleibt. Die Grundidee besteht dabei in sogenannten Schlagnägeln. Es handelt sich hierbei um längliche Gebilde allgemeinster Form, welche an einem zentralen Schlagkopf beweglich angeordnet sind und dabei bei einer Drehbewegung des Schlagkopfes aufgrund der Zentrifugalkraft radial frei abstehen, so daß sie in ihrer Gesamtheit eine igelförmige Oberfläche definieren. Dabei sind diese Schlagnägel im allgemeinsten Sinne bezüglich ihrer Längsrichtung dergestalt radial beweglich, daß sie beim Drehen des Schlagkopfes in der radialen Grundstellung einen maximalen Radius definieren und daß beim Auftreffen der Schlagnägel auf die Betonoberfläche sich dieser Radius aufgrund der Ausweichbewegung der Schlagnägel verringert. Indem diese sich bewegenden igelförmigen Schlagnägel mit hoher Geschwindigkeit über die Betonoberfläche geführt werden, treffen diese auf diese Betonoberfläche mit großer Wucht auf und tragen diese entsprechend der gewünschten Tiefe sukzessive ab. Diese Schlagnägel haben den Vorteil, daß sie bis in den Kantenbereich beispielsweise zwischen dem Fußboden und einer Wand reichen und daher auch in diesem kritischen Randbereich der Betonoberfläche durch die Schlagnägel abgetragen wird. Indem die Schlagnägel radial beweglich sind, kann sich der Schlagkopf im Laufe der Zeit abnutzen, ohne daß dies die Funktionstüchtigkeit beeinträchtigt. Denn aufgrund der radialen Beweglichkeit ist aufgrund der Zentrifugalkraft immer gewährleistet, daß dies Schlagköpfe der Schlagnägel auf der Oberfläche auftreffen. Es handelt sich somit gewissermaßen um eine sukzessive Selbstjustierung.
Gemäß einer ersten Ausführungsvariante in Anspruch 2 sind die Schlagnägel radial ausgerichtet und bezüglich ihrer Längserstreckung in dieser Längsrichtung beweglich. Es handelt sich hierbei um längliche Stangen, welche an einem zentralen Schlagkopf radial angeordnet sind und somit radial frei abstehen, so daß sie in ihrer Gesamtheit eine igelförmige Oberfläche definieren. Dabei sind diese Schlagnägel im allgemeinsten Sinne bezüglich ihrer Längsrichtung hin und her beweglich, d.h. sie sind in Radialrichtung längsbeweglich. Wie weiter unten noch auszuführen sein wird, kann dabei entweder der Schlagkopf mit seinen darauf fest angeordneten Schlagnägeln als solcher beweglich ausgebildet sein oder aber es ist ein feststehender Schlagkopf vorgesehen, an welchem die Schlagnägel oder Teile davon radial beweglich angeordnet sind. Auf jeden Fall sind die Schlagnägel insgesamt radial beweglich.
Die Weiterbildung gemäß Anspruch 3 schlägt vor, daß die Schlagnägel des Schlagkopfes in Schalenelementen gehalten sind, wobei zu diesem Zweck die Schlagnägel durch entsprechende Öffnungen in diesen Schalen hindurchgeführt sind. Diese Schalen können dabei beispielsweise kegelförmig oder zylindrisch ausgebildet sein. Entsprechend können die Spitzen der Schlagnägel auf einer konischen Mantelfläche oder auf einer zylindrischen Mantelfläche liegen.
Die Weiterbildung gemäß Anspruch 4 schlägt vor, daß der Schlagnagel zwischen einer hinteren und einer vorderen Bewegungsbegrenzung frei längsverschiebbar ist. Dies bedeutet, daß die am Schlagkopf angeordneten Schlagnägel in ihrer Gesamtheit aufgrund der Zentrifugalkraft radial nach außen bewegt werden. Wenn die Schlagnägel dann mit ihrem Schlagkopf auf die Betonoberfläche aufprallen, weichen sie dann ein kleines Stückchen wieder zurück. Somit sind die Schlagnägel in den Öffnungen axial geführt und stoßen dabei vorzugsweise hinterseitig an einem Zentralteil des Schlagkopfes an. Die Führung der Schlagnägel kann dabei entweder konisch oder zylindrisch ausgebildet sein. Somit sind insgesamt die Schlagnägel in ihrer Gesamtheit beweglich am Schlagkopf angeordnet.
Eine Weiterbildung hiervon schlägt gemäß Anspruch 5 vor, daß auf dem Schlagnagel zusätzlich eine Schlaghülse angeordnet ist. Diese zusätzliche Schlaghülse bewirkt eine Schlagverstärkung.
Eine weitere Variante schlägt gemäß Anspruch 6 vor, daß der Schlagnagel an seinem Vorderende einen axial beweglichen Schlagkopf aufweist, so daß dieser eine Hin- und Herbewegung durchführen kann. Beim Drehen des Schlagkopfes befinden sich dabei die Schlagköpfe aufgrund der Zentrifugalkraft in ihrer radialen Außenstellung. Sobald der Schlagkopf auf die Betonoberfläche trifft, weicht er etwas zurück. Somit wird durch die als Hülse ausgebildeten Schlagköpfe eine entsprechende Schlagkraft erzeugt. Der Schlagnagel als solcher kann mit seinem hinteren Ende in einem Zentralkörper des Schlagkopfes entweder starr oder etwas beweglich festgelegt sein.
Gemäß der Weiterbildung in Anspruch 7 ist - wie bereits ausgeführt - der Schlagnagel mit seinem hinteren Bereich im Schlagkopf festgelegt.
Gemäß einer zweiten Ausführungsvariante in Anspruch 8 sind die Schlagnägel mit ihrem einen, radial innenliegenden Ende frei verschwenkbar am Schlagkopf angeordnet. Dies bedeutet, daß die Schlagnägel sternförmig am Schlagkopf angeordnet sind und dabei seitlich pendeln können. Bei einer Drehbewegung des Schlaggkopfes nehmen dabei die Schlagnägel ihre radiale Maximalstellung ein, wie sie durch die Zentrifugalkraft bewirkt ist. Sobald die Schlagnägel jedoch auf die Betonoberfläche auftreffen, weichen sie entgegen der Drehrichtung des Schlagkopfes aus und verringern somit bezüglich der Umfangskontur den Radius. In dieser Position werden die Schlagnägel gewissermaßen auf der Betonoberfläche hinterher geschleift. Sobald die Schlagnägel jedoch die Betonoberfläche nicht mehr berühren, nehmen sie dann wieder ihre radiale Maximalstellung ein.
Die Weiterbildung gemäß Anspruch 9 schlägt vor, daß die Schlagnägel am Schlagkopf entweder starr oder aber auch radial beweglich angeordnet sind, daß aber vor allem der Schlagkopf mit seinen Schlagnägeln in Radialrichtung der Schlagnägel gesehen federnd gelagert ist. Dies bedeutet, daß der federnd gelagerte und sich drehende Schlagkopf in gewissem Sinne bezüglich der Drehachse taumelnd umläuft. Für die Schwinglagerung des Schlagkopfes kann ein Lagerbolzen vorgesehen sein. Diese Variante des selbstschlagenden Schlagkopfes mit einem federnden Einbau in einem Gehäuse kann mit anderen Variante ohne Weiteres kombiniert werden.
Eine weitere Weiterbildung schlägt gemäß Anspruch 10 vor, daß die Vorrichtung in einem auf dem Boden verfahrbaren Fahrgestell aufgenommen ist. Somit ist eine Schlagmaschine mit eingebautem Schlagkopf geschaffen. Die Grundidee besteht darin, daß die Schlagmaschine auf entsprechenden Rädern auf dem Boden verfahrbar ist. Der Schlagkopf mit seinen Schlagnägeln ist dabei derart angeordnet und ausgebildet, daß er während seiner Drehbewegung den Boden berührt und in der vorbeschriebenen Weise diesen Boden oberflächlich abträgt.
Um auch im kritischen Kantenbereich zwischen dem Boden und der Wand einen einwandfreien Abtrag der Betonoberfläche zu erreichen, schlägt die Weiterbildung gemäß Anspruch 11 vor, daß das Fahrgestell an einer senkrechten Wand sich abstützende Abstützrollen aufweist.
Schließlich schlägt die Weiterbildung gemäß Anspruch 12 vor, daß der Schlagkopf frei auskragend am Gehäuse angeordnet ist, wobei die Drehachse des Schlagkopfes schräg nach oben geneigt ist. Diese Ausbildung hat den Vorteil, daß die äußersten Schlagnägel problemlos in den Kantenbereich zwischen dem Boden und der Wand gelangen können.
Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Abtragen einer Betonoberfläche werden nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt:

Fig. 1a: eine erste Ausführungsform der Bearbeitungsvorrichtung in einer Vorderansicht;
Fig. 1b: die Ausführungsform in Fig. 1a in einer Seitenansicht;
Fig. 2: eine Einzeldarstellung des Schlagkopfes bei der Ausführungsform der Fig. 1a und 1b;
Fig. 3a: eine zweite Ausführungsform der Bearbeitungsvorrichtung in einer Vorderansicht;
Fig. 3b: die Ausführungsform in Fig. 3a in einer Seitenansicht;
Fig. 4a: eine dritte Ausführungsform der Bearbeitungsvorrichtung in einer Vorderansicht;
Fig. 4b: die Ausführungsform in Fig. 4a in einer Seitenansicht;
Fig. 5a: eine vierte Ausführungsform der Bearbeitungsvorrichtung in einer Vorderansicht;
Fig. 5b: die Ausführungsform in Fig. 5a in einer Seitenansicht;
Fig. 6a: der Schlagnagel der Ausführungsform in Fig. 5a und 5b in der durch Zentrifugalkraft radial ausgefahrene Position;
Fig. 6b: eine entsprechende Darstellung entsprechend der in Fig. 6a, wobei der Schlagnagel etwas zurückgefahren ist;
Fig. 7a: eine fünfte Ausführungsform der Abtragvorrichtung in einer Vorderansicht;
Fig. 7b: die Ausführungsform in Fig. 7a in einer Seitenansicht;
Fig. 8: eine sechste Ausführungsform, basierend auf der Ausführungsform in Fig. 7a und 7b in einer Ansicht von vorne.

Die Bearbeitungsvorrichtung für eine Betonoberfläche 1 eines Bodens 2 weist ein Gehäuse 3 auf. Dieses Gehäuse 3 ist mittels unterseitiger Räder 4 auf dem Boden 2 verfahrbar. Weiterhin weist das Gehäuse 3 zwei Abstandsrollen 5 auf, so daß das Gehäuse 3 längs einer Wand 6 verfahrbar ist.
In dem Gehäuse 3 befindet sich ein Schlagkopf 7. Dieser wird mittels eines Elektromotors 8 um eine Drehachse 9 in eine Drehbewegung versetzt. Eine Aufnahmeeinrichtung 10 für den Schlagkopf 7 ist dabei am Gehäuse 3 um eine Achse 11 verschwenkbar gelagert. Dabei ist zwischen dieser Aufnahmeeinrichtung 10 und dem Gehäuse 3 eine Feder 12 in Form einer Druckfeder abgestützt.
Der Schlagkopf weist igelförmig angeordnete Schlagnägel 13 auf. Diese Schlagnägel 13 sind dabei fest am Schlagkopf 7 angeordnet. Sie sind dabei durch korrespondierende Öffnungen 14 von zwei konzentrischen Schalen 15 hindurchgeführt.
Die Funktionsweise ist wie folgt:
Mittels des Elektromotors 8 wird der Schlagkopf 7 mit seinen Schlagnägeln 13 um die Drehachse 9 in eine Drehbewegung versetzt, wie dies insbesondere in Fig. 1b sowie in Fig. 2 erkennbar ist. Da die Aufnahmeeinrichtung 10 für den Schlagkopf 7 bezüglich des Gehäuses 3 federnd gelagert ist, werden die Schlagköpfe der Schlagnägel gegen die Betonoberfläche 1 geschlagen, so daß die Betonoberfläche 1 sukzessive abgetragen wird. Dabei kann (wie in Fig. 1b gezeigt) der Schlagkopf 7 mit seinen Schlagnägeln 13 exakt entlang der Kante zwischen dem Boden 3 und der Wand 6 geführt werden.
Die Ausführungsform der Fig. 3a und 3b unterscheidet sich in zweierlei Punkten von der ersten Ausführungsform der Fig. 1a, 1b sowie Fig. 2:
Zum einen ist die Aufnahmeeinrichtung 10 am Gehäuse 3 starr angeordnet.
Zum anderen sind die Schlagnägel 13 in ihren Schalen 15 in den Öffnungen 14 längsverschiebbar zwischen einem vorderen Anschlag und einem hinteren Anschlag geführt.
Die Funktionsweise ist wie folgt:
Der Schlagkopf 7 wird mit seinen Schlagnägeln 13 in eine Drehbewegung versetzt. Aufgrund der Zentrifugalkraft nehmen die Schlagnägel 13 ihre radial äußere Position ein.
Sobald die Köpfe der Schlagnägel 13 auf die Betonoberfläche 1 aufschlagen, werden die Schlagnägel 13 etwas zurück bewegt.
Die Ausführungsform der Fig. 4a und 4b unterscheidet sich von der Ausführungsform der Fig. 3a und Fig. 3b dadurch, daß zusätzlich auf den Schlagnägeln 13 noch Schlaghülsen 16 angeordnet sind. Diese vergrößern die Schlagwirkung.
Die Ausführungsform der Fig. 5a, 5b sowie Fig. 6a, 6b geht wieder von dem Grundprinzip aus, daß die Aufnahmeeinrichtung 10 für den Schlagkopf 7 fest mit dem Gehäuse 3 verbunden ist. Im Gegensatz zur Ausführungsform der Fig. 3a, 3b sowie Fig. 4a, 4b sind hier jedoch die hinteren Enden der Schlagnägel 13 im Körper des Schlagkopfes 7 festgelegt. Allerdings ist hier eine längsverschiebbare Schlaghülse 17 am vorderen Ende des Schlagnagels 13 vorgesehen.
Die Funktionsweise ist wie folgt:
Auch hier wird mittels des Elektromotors 3 der Schlagkopf 7 in eine Drehbewegung versetzt. Aufgrund der Zentrifugalkraft nehmen die Schlaghülsen 17 ihre radial äußere Stellung ein, wie dies in Fig. 6a dargestellt ist. Sobald die Schlaghülsen 17 auf die Betonoberfläche 1 auftreffen, weichen sie etwas zurück, wie dies in Fig. 6b dargestellt ist.
Die Bearbeitungsvorrichtung der Fig. 7a und 7b zeigt Schlagnägel 13, welche zum einen hinsichtlich ihrer Formgebung im Vergleich zu den bisherigen Schlagnägeln 13 anders ausgebildet und zum anderen anders am Schlagkopf 7 angeordnet sind. Das Grundprinzip bei diesen Schlagnägeln 13 besteht darin, daß sie mit ihrem radial inneren Ende frei verschwenkbar am Schlagkopf 7 angeordnet sind. Insgesamt sind diese Schlagnägel 13 im Vergleich zu den bisherigen stangenförmigen Schlagnägeln 13 auch bauchiger ausgebildet.
Die Funktionsweise ist wie folgt:
Bei einer Drehbewegung des Schlagkopfes 7 stehen die Schlagnägel 13 aufgrund der Zentrifugalkraft radial ab, wie dies bei den fünf oberen Schlagnägeln 13 in Fig. 7a zu erkennen ist. Sobald aber einer der Schlagnägel 13 auf die Betonoberfläche 1 auftrifft, weicht er aufgrund seiner freien Verschwenkbarkeit entgegen der Drehrichtung aus, wie dies bei dem in Fig. 7a untersten Schlagnagel 13 zu erkennen ist. In dieser Position trifft der Schlagnagel 13 - wie ausgeführt - auf die Betonoberfläche 1 und trägt diese ab. Sobald er den Kontakt mit der Betonoberfläche 1 verloren hat, geht er wieder in seine gestreckte Radialstellung über.
Die Ausführungsvariante in Fig. 8 schließlich zeigt eine etwas andere Ausbildung des Schlagkopfes 7. Während dieser bei der vorhergehenden Ausführungsform kegelförmig ausgebildet ist, ist sie bei dieser Variante walzenförmig ausgebildet. Insbesondere ist in Fig. 8 auch erkennbar, daß die Schlagnägel 13 versetzt zueinander angeordnet sind.

Bezupszeichenliste

1: Betonoberfläche
2: Boden
3: Gehäuse
4: Rad
5: Abstützrolle
6: Wand
7: Schlagkopf
8: Elektromotor
9: Drehachse
10: Aufnahmeeinrichtung
11: Achse
12: Feder
13: Schlagnagel
14: Öffnung
15: Schale
16: Schlaghülse
17: Schlaghülse

Claims

Vorrichtung zum Abtragen einer Betonoberfläche (1),
mit sich bewegenden Abtragelementen, welche in Kontakt mit der Betonoberfläche (1) stehen und dabei den Beton abtragen,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein zentraler, drehbarer Schlagkopf (7) vorgesehen ist,
daß die Abtragelemente durch eine Mehrzahl von, an dem Schlagkopf (7) beweglich angeordneten Schlagnägeln (13) gebildet sind und
daß die Schlagnägel (13) beim Drehen des Schlagkopfes (7) aufgrund der Zentrifugalkraft eine radial äußere Position einnehmen und beim Auftreffen auf die Betonoberfläche (1) entgegen der Zentrifugalkraft in eine radial innere Ausweichposition übergehen und bei diesem Kontakt mit der Betonoberfläche (1) den Beton abtragen.
Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schlagnägel (13) radial ausgerichtet sind und bezüglich ihrer Längserstreckung in dieser Längsrichtung beweglich sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schlagkopf (13) wenigstens eine, im wesentlichen konzentrisch umgebende Schale (15) aufweist und
daß die Schlagnägel (13) durch Öffnungen (14) in diesen Schalen (15) hindurchgeführt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schlagnagel (13) zwischen einer hinteren und einer vorderen Bewegungsbegrenzung frei längsverschiebbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf dem Schlagnagel (13) zusätzlich eine Schlaghülse (16) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schlagnagel (13) an seinem radial vorderen Ende eine zwischen einer hinteren und einer vorderen Bewegungsbegrenzung frei längsverschiebbare Schlaghülse (17) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schlagnagel (13) mit seinem hinteren Bereich im Schlagkopf (7) festgelegt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schlagnagel (13) mit einem radial innen liegenden Ende frei verschwenkbar am Schlagkopf (7) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schlagkopf (7) mit seinen Schlagnägeln (13) im wesentlichen quer zur Drehachse (9) des Schlagkopfs (7) in einem äußeren Gehäuse (3) federnd gelagert ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vorrichtung in einem auf dem Boden (2) verfahrbaren Fahrgestell mit Rädern (4) aufgenommen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Fahrgestell an einer senkrechten Wand (6) sich abstützende Abstandsrollen (7) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schlagkopf (7) frei auskragend angeordnet und mit seiner Drehachse schräg nach oben ausgerichtet ist.